CH339414A - Dispositif électrique amortisseur des vibrations d'un transducteur électromécanique - Google Patents

Description

      Dispositif        électrique        amortisseur    des     vibrations     d'un transducteur     électromécanique       L'invention a pour objet un dispositif électrique  d'amortissement des vibrations d'un transducteur  électromécanique. Dans un grand nombre d'applica  tions, il est nécessaire d'amortir, par exemple des  transducteurs     électromécaniques,    afin     qu'ils    cessent  rapidement d'osciller après interruption du signal  électrique qui les fait entrer en oscillation.  



  Ce résultat était     difficile    à atteindre jusqu'à  maintenant ; on amortit par exemple un quartz piézo  électrique en garnissant ses faces d'une     substance     ayant une     impédance        mécanique    élevée, telle que  le produit de marque Araldite, par exemple. Ces  amortissements     mécaniques    sont imparfaits.  



  On a proposé un     amortissement    électrique obtenu  en transmettant à l'élément vibrant une deuxième  impulsion de blocage, d'amplitude, de signe et de dé  phasage convenable par rapport à la précédente, de  façon à bloquer l'oscillation mécanique due à la pré  cédente.  



  Cette solution est pratiquement difficile à mettre  en     oeuvre    de façon efficace, car les paramètres de  l'impulsion de blocage devraient être réglés en fonc  tion de     l'impédance    de contact entre l'élément oscil  lant et le     milieu    auquel il transmet des vibrations  mécaniques ; or, dans     certaines    applications, cette       impédance    est très variable et il serait impraticable  d'effectuer les réglages nécessaires chaque fois qu'on  pose l'élément vibrant sur un corps auquel il doit  transmettre des vibrations.  



  Le dessin représente, à titre d'exemple, une  forme de l'objet de     l'invention.     



  Dans la figure, 1 désigne une source d'éner  gie électrique, 2 un transducteur électromécanique         permettant    de transformer cette énergie électrique  en énergie mécanique, 3 un transformateur électri  que, 4 une     chaine    d'amplification électrique, 5 un       organe    de commande de ladite     chaine    d'amplifica  tion ; 6 et 7 désignent     respectivement    un condensa  teur et une résistance réglables.  



  Pour fixer les idées, on expliquera le fonction  nement de ce dispositif dans le cas, non limitatif,  où le transducteur 2 est un quartz branché entre les  bornes A et B et qui, ainsi qu'on le sait, est, lorsqu'il  vibre à la     résonance,        équivalent    du point de vue  électrique à une     résistance    8 en     parallèle    sur une  capacité 9, et en série avec une     source        électrique    10       d'impédance        interne    nulle produisant un     courant     constant     proportionnel    à la vitesse de déplacement  des faces du quartz.

   En l'absence du circuit d'amor  tissement, branché en     parallèle    sur le quartz entre  ses     bornes    A B, et contenu à     l'intérieur    du rectangle  en trait mixte 11, l'impédance vue de la source 1-0  entre les bornes A B est, si l'on néglige la résistance  8,     l'impédance   
EMI0001.0039  
   de la capacité 9.

   On calculera  ci-dessous cette impédance dans le cas de la     figure     en désignant respectivement par     ii    et     i2    les cou  rants positifs dans le sens des flèches, dans la résis  tance 8 et dans le     primaire    CD du transformateur 3,  on peut écrire  
EMI0001.0044     
         N73    ,     VC,        VD    désignant respectivement les potentiels  aux points A, C, D et Z la valeur de     l'impédance         constituée par la capacité 9 et la résistance 8 (ou  par la capacité 6 et la     résistance    7, respectivement       identiques    aux précédentes).

   Mais on peut, dans un  grand nombre de cas pratiques, négliger R     devant     
EMI0002.0004  
   par conséquent, assimiler  
EMI0002.0005  
    On supposera, pour simplifier le     calcul,    qu'on       effectue    cette     approximation.    On peut alors écrire       VG    = (il     -I-        12)    Z.

      Le potentiel     VE    au point     milieu    E de l'enroule  ment     CD    est donc  
EMI0002.0015     
    Or, le     courant        i2    est le     courant    induit dans l'en  roulement CD par le     secondaire    du     transformateur    3,  à     condition    de considérer     comme    pratiquement nul le  courant qui circule     dans    l'enroulement CD sous  l'action de la     source    10.

   Cette     approximation    est       parfaitement    légitime si l'on se     place    dans     l'hypothèse     suivante: on supposera que     l'amplificateur    4 com  porte des étages amplificateurs de tension à coeffi  cient d'amplification A, suivis d'un étage de puis  sance à tube     penthode    de pente p, équivalent à une  source à courant constant égal à p A     VE.    Dans ces  conditions, la source à courant -constant 4 a une im  pédance de sortie très grande, et ramène par consé  quent une impédance très grande aux bornes C D  (on suppose que 3 est un     transformateur    parfait de  rapport 1).  



  Donc le     courant    qui circule dans l'enroulement  C D du fait de la source 10 est     pratiquement    nul, et  on peut écrire  
EMI0002.0035     
         L'impédance    vue de la source 10 entre les bornes  A et B est donc multipliée, par suite de l'existence  des circuits 11, par le facteur
EMI0002.0037  
   que l'on  peut pratiquement rendre très grand,     ce    qui revient  à empêcher pratiquement la vibration du quartz.

   On  a constaté, en effet, qu'un circuit     amortisseur    de ce  type bloque presque instantanément la vibration mé  canique d'un     quartz,    ou autre élément transducteur       électromécanique,    dès que ledit circuit amortisseur  entre en fonctionnement, c'est-à-dire dès que l'organe  de commande 5 débloque     l'amplificateur    4.

   Cette  constatation expérimentale     confère    toute sa valeur à       l'invention,    indépendamment de la valeur ou     même     de l'exactitude de     l'explication    théorique     donnée        ci-          dessus    à titre purement     explicatif.    On a constaté,  d'autre part, que les     hypothèses        particulières    faites    ci-dessus en vue de     simplifier    les     calculs    ne sont pas  nécessaires au fonctionnement du dispositif :

   l'ampli  ficateur 4 ne comporte pas nécessairement un étage de  sortie à courant constant, et le     transformateur    3 n'est  pas obligatoirement un transformateur de rapport 1 ;  le dispositif joue son rôle d'amortisseur pourvu que  sa structure soit conforme aux principes généraux  que l'on dégagera ci-dessous. L'homme du métier  pourra     imaginer    divers montages équivalents essen  tiellement caractérisés en     ce    qu'ils sont capables de  ramener une     impédance        selfique    élevée aux     bornes     du     transducteur.     



  Le montage décrit     comporte    un pont en parallèle  sur les bornes électriques du transducteur et une       chaîne    de     contre-réaction    attaquant symétriquement  deux branches équilibrées du pont de     façon        que    la  portion de la tension de sortie de ladite     chaîne    qui  est     réinjectée    au pont (et rend     très    grande l'impé  dance vue du     transducteur    3 entre ses propres bornes  afin de l'empêcher d'osciller),

   ne soit pas à son tour  partiellement     réinjectée    par le pont à l'entrée de la  chaîne de     contre-réaction.     



  Autrement dit, suivant le mode de réalisation dé  crit, une     chaîne    de contre-réaction ramène une im  pédance très grande aux     bornes    du transducteur  électromécanique ;     cette    chaîne est connectée aux  bornes du transducteur par l'intermédiaire d'un pont  équilibré qui évite que le circuit de contre-réaction  soit fermé sur lui-même et entre en oscillations.    Par exemple, dans le cas de la figure, on a mon  tré ci-dessus que
EMI0002.0076  
   Par conséquent, la  tension appliquée à l'entrée de l'amplificateur 4  ne dépend pas de     i2    et toute auto-oscillation est  évitée.

      Comme exemple concret d'application du dispo  sitif de la     fig.    1 ou de dispositifs équivalents, on peut  citer l'amortissement des impulsions     ultrasonores     transmises par un transducteur piézo-électrique à une  pièce à examiner. On sait que cet amortissement est  très     difficile    à obtenir suivant l'art connu, et que  chaque impulsion     transmise    à la     pièce    est générale  ment suivie d'une série d'impulsions parasites d'am  plitudes décroissantes qui gênent considérablement  l'observation des échos sur l'écran du tube catho  dique de     réception.     



  Le générateur d'impulsions électriques 1, qui  excite le     quartz    2 sert, d'autre part, à débloquer  l'amplificateur 4 par l'intermédiaire de la     ligne    à  retard 5 : en réglant convenablement la     constante    de  temps de     cette    ligne, on peut débloquer l'amplifica  teur 4 au bout d'un temps égal, par exemple, à la       demi-période        d'oscillation    du quartz. Le quartz émet  alors une impulsion ultrasonore pure de toutes  oscillations parasites.  



  On peut encore appliquer le     dispositif    décrit à  l'amortissement de la membrane d'un haut-parleur  ou d'un microphone et à l'amortissement d'une céra  mique piézo-électrique.

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif électrique amortisseur des vibrations d'un transducteur électromécanique, constitué par un ensemble de circuits électriques à large bande ra menant aux bornes électriques dudit transducteur une impédance élevée capable de l'empêcher de vibrer. SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif amortisseur conforme à la reven dication, dans lequel lesdits circuits comportent un montage en pont équilibré alimentant une chaîne de contre-réaction. 2.

   Dispositif amortisseur conforme à la reven dication et à la sous-revendication 1, dans lequel ledit transducteur est excité par un générateur d'im pulsions électriques récurrentes et dans lequel ladite chaîne de contre-réaction comporte un amplifica teur débloqué par une ligne à retard connectée audit générateur au bout d'un certain nombre desdites impulsions. 3.

   Dispositif amortisseur conforme à la revendi cation, et à la sous-revendication 1, dans lequel ledit pont comporte, dans ses quatre branches respectives, ledit transducteur, une impédance équivalente audit transducteur quand il oscille, et deux impédances équivalentes entre elles entre lesquelles est connectée l'entrée de ladite chaîne de contre-réaction, dont la sortie est symétriquement couplée aux deux dernières impédances susnommées. 4.

   Dispositif amortisseur conforme à la revendi cation et aux sous-revendications 1 et 3, dans lequel les deux dites dernières impédances sont constituées par les deux moitiés de l'enroulement primaire d'un transformateur, dont l'enroulement secondaire est connecté à l'entrée de ladite chaîne de contre- réaction.