182639. lajstromszámú szabadalom • Tápegység nélküli készülék egyen- és váltakozófeszültség kijelzésére
182639 amellyel párhuzamosan 7 piezoelektromos hangadó egységet csatlakoztatunk. A 7 piezoelektromos hangadó egységgel párhuzamosan szükség szerint dióda is beiktatható. A félvezető elemmel sorban előnyös lehet elektromágneses hangadó (hangszóró) beépítése, mivel ennek hangereje nagyobb lehet, mint a 7 piezoelektromos hangadó egységé. A félvezetős oszcillátort a 9 tranzisztorral kialakítva (5. ábra) a 2 PTK-ellenállás egyik sarkát az 1 bemeneti pontra, másik sarkát 10 ellenállásra, a 9 tranzisztor kollektorára és 8 piezoelektromos hangadó egység egyik fegyverzetére vezetjük. A 10 ellenállás a 9 tranzisztor bázisára van vezetve és erre a bázisra csatlakozik a 8 piezoelektromos hangadó egységnek a 10 ellenállással kapcsolt fegyverzete. A 9 tranzisztor emittere a 8 piezoelektromos hangadó egység másik fegyverzetére van vezetve. A visszacsatolást előnyösen úgy alakítjuk ki, hogy a 8 piezoelektromos hangadó egység egyik fegyverzetét két részre osztjuk, mégpedig úgy, hogy a korong alakú fegyverzetben bevágást hozunk létre és ebben a korong anyagából készült és vele azonos vastagságú 11 vezérlő elektródot helyezünk el, és all vezérlő elektródot a 9 tranzisztor bázisára vezetjük. A 7, 8 piezoelektromos hangadó egység piezokerámíából, ismert módon unimorf vagy bimorf elemként van kialakítva. Az elektródokra vezetett feszültség hatására a piezokerámia rezgésbe jön, rezgése egyben feszültséget is kelt az anyagban. A rezgés felhasználható hangadásra. A relaxációs oszcillátorral kialakított készülék működése a következő. A bemenő ellenálláson keresztül a piezokerámia által képzett kapacitás töltődik. Amikor a feszültség eléri az 5 triggerdióda billenési feszültségét (ennek értéke a szokványos DIAC-ok esetében 20 V felett van), a kondenzátor kisül és a létrejövő fűrészfeszültség a 7 piezoelektromos hangadó egységet rezgésbe hozza. A rezgés frekvenciája megfelelő kondenzátorral módosítható. Ha a feszültség az 5 triggerdióda billenési feszültségénél kicsit nagyobb, a 2 PTK- ellenállás különleges tulajdonsága nem érvényesül, és az előbb ismertetett kisülési mechanizmus zajlik. Ha a feszültség növekszik, a kisülési folyamat ismétlődési gyakorisága növekszik, és ezért a 7 piezoelektromos hangadó egység által szolgáltatott hang frekvenciája növekszik. Ha a feszültség elér egy meghatározott határértéket, a 2 PTK-ellenállás eléri a Curie-ponthoz tartozó hőmérsékletet és így ellenállása jelentős mértékben megnövekszik. A PTK-ellenállás ezzel és az ellenállás további növekedése révén a még nagyobb feszültségek esetében is biztosítja a készülék félvezető elemeihez szükséges tápfeszültséget— azok károsítása nélkül. Ha egyenfeszültséget vizsgálunk és annak polaritása olyan, hogy a negatív sarok csatlakozik az 1 bemeneti ponthoz, akkor előnyös a dióda beépítése, mivel ennek söntölő hatása miatt hangadásra nem kerülhet sor. Ilyenkor célszerű a 3 és a 4 LED-diódák alkalmazása mivel ezek jelzik a feszültség jelenlétét és egyúttal nem megfelelő polaritását . Ha a feszültség az 5 triggerdióda 5 billenési feszültségénél kisebb, a készülék hangjelzést nem ad, de általában 4 V feletti feszültségeken még fényjelzést tud adni. Ha a váltakozófeszültség csúcsértéke nagyobb, mint az 5 triggerdióda billenési feszültsége, a 3 és 4'lED- diódak világítanak, míg a 7 piezoelektromos hangadó egység megfelelő módon jelez. Különösen 10 V alatti várható feszültségértékek esetében célszerű az 5 triggerdióda helyett, amelynek billenési szintje legalább 20 V, a SBS (Silicon bidirectional switch) jelű kapcsolóelemet alkalmazni. Ennek 10 V alatti billenőfeszültségét a feltételeknek megfelelően választhatjuk. Ilyenkor nincs is szükség diódára. Az SBS kapcsolóelem alkalmazásakor a 2. ábrán látható kapcsolásban kis pozitív polaritású egyenfesziiltség esetén a 3, kis negatív polaritású egyenfesziiltség esetén a 4 LED-dióda, míg kis váltakozófeszültség esetén a 3 és 4 LED-dióda együttesen világít. Ha a feszültség értéke nagyobb, a LED-diódák mellett a 7 piezoelektromos hangadó egység is üzemel. A 7 piezoelektromos hangadó egység által keltett hang frekvenciája arány os a vizsgált feszültséggel és párhuzamosan kapcsolt kondezátorral befolyásolható. A 1. ábra szerint a 3 és 4 LED-diódákat elhagyva, az áramkorlátozó ellenállást a hálózati feszültségnek megfelelően választva olyan készülék állítható elő, amely csak hangjelzést szolgáltat. Ennek energiafelvétele kicsi, a hangjelzés során nem generál nagyfrekvenciás "ezgéseket és ezért a rádióelektromos zavarokat sem kelt. Ha a készüléket npn típusú 9 tranzisztorral kialakított (5. ábra) készülékben az 1 bemeneti pontra pozitív polaritású feszültséget vezetve a 2 PTK-ellenálláson megjelenő feszültség hatására all vezérlő elektródon feszültség jelenik meg. Ennek oka, hogy a 8 piezoelektromos hangadó osztott fegyverzetére vezetett feszültség hatására all vezérlő elektród rezgésbe jön és a piezoelektromos hatás miatt feszültséget szolgáltat (fordított piezoelektromos hatás). Ezt a feszültséget a 9 tranzisztor bázisára visszavezetve pozitív visszacsatolást kapunk és így rezgő mozgás jön létre a 8 piezoelektromos hangadó egységben. A 10 ellenállás a 9 tranzisztor munkaponti áramát biztosítja. Az 1 bemeneti pontra negatív polaritású feszültséget juttatva a készülék nem jelez. Ilyenkor fel kell cserélni az 1 bemeneti és ,6 kimeneti pontok polaritását. Kevéssé követhető megoldás, ha a 9 tranzisztort pnp-típusúnak választjuk. A készülék váltakozófeszültség esetében mindenkor a megfelelő félperiódusban működik. Ellátható vizuális kijelző eszközzel is, mint ez az 1—3. ábrákon látszik. A találmány szerinti készülékben a 7, 8 piezoelektromos hangadó egység készülhet az ismert polikristályos, kerámiajellegű, vagy műanyag alapú piezoelektromos anyagokból. A találmány szerinti készülék egyszerűen és olcsón állítható elő, működési tartománya az ismertekhez viszonyítva rendkívül széles. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
