186095. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés rezonancia frekvencia mérésére
186 095 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés rezonanciafrekvencia mérésére, amelynek segítségével mechanikus, elektromechanikus és elektroakusztikus alkatrészek és rendszerek rezonanciafrekvenciája egyszerűen mérhető. A találmány szerinti áramköri elrendezés egyik célszerű alkalmazási területe tetszőleges típusú hangszórók és hangsugárzók rezonanciafrekvenciájának mérése. Az eddig ismert rezonanciafrekvencia méréseknél a mérendő eszközt, szükség esetén meghajtó jelátalakító segítségével szinuszhullámú generátorra kapcsolták és mérték az eszközön fellépő rezgések amplitúdójának a nagyságát. A generátor frekvenciáját változtatva lesznek olyan helyek, ahol a mérendő eszközön lévő rezgések amplitúdójának helyi szélsőértéke van. A helyi szélsőérték lehet maximum vagy minimum. A generátor frekvenciáját 0 Hz-től változtatva az első maximumhoz tartozó frekvencia a párhuzamos rezonanciafrekvencia, az első minimumhoz tartozó frekvencia a soros rezonanciafrekvencia. Ezt a mérési módszert alkalmazzák az ipar számos területén. Hangszórók, hangsugárzók rezonanciafrekvenciájának a mérése például a következő: a hangszórót a szinuszhullámú generátorra egy soros ellenálláson keresztül kapcsolják. Az ellenállásra vagy a hangszóróra egy csővoltmérőt csatlakoztatnak és ezzel indikálják a helyi szélsőértékeket. A frekvenciát a szinuszhullámú generátorhoz csatlakozó frekvenciamérőről olvassák le. Ezt a mérési elvet ajánlja a Brüel és Kjaer cég által 1974-ben kiadott Master Catalogue „Loudspeaker Measurement” című fejezet, és a Philips MBLE Components and Material Part 3 January C3 01-81 Loudspeakers című kiadvány A14 oldal 3. pontja, valamint az Audax Loudspeaker Catalog N2 66 1979/1980 6. oldal 6a pontja. Ezt írja elő a DIN 45 573 Szabvány 1980. július 1. rész 2. lap 5.2 pontja,\és az MSZ 16 680/7—19 1979. október 1. „Hangszórók és hangsugárzók vizsgálati módszerei”-re vonatkozó szabvány. Az említett módszer több hátránnyal is rendelkezik. Mint ismeretes a feszültség a rezonanciafrekvencia közelében lassan változik, így igen nehéz pontosan meghatározni a feszültség helyi szélsőértékének tényleges helyét. Hosszú a mérési idő, mivel a generátort kézzel kell beállítani, ezenkívül a mérés műszer igénye nagy: szinuszhullámú generátor, csővoltmérő, frekvenciamérő. A találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölése és olyan mérési módszer kidolgozása, melynél a mérendő eszközt csak csatlakoztatni kell és a rezonanciafrekvencia közvetlenül leolvasható. A találmány szerinti áramköri elrendezés azon a felismerésen alapul, hogy egy alkatrész vagy egy rendszer rezonanciafrekvenciája meghatározható úgy is, hogy az alkatrészt vagy rendszert egy oszcillátor frekvenciameghatározó elemeként használjuk. A feladat megoldására olyan áramköri elrendezést hoztunk létre, amely oszcillátoráramkörként van kialakítva, és amely mérendő eszközre csatlakoztatott meghajtó jelátalakító és érzékelő jelátalakítót, valamint frekvencia mérőt tartalmaz. A találmány szerint a meghajtó jelátalakító bemenetén korrekciós tagon keresztül az érzékelő jelátalakítóra csatlakoztatott erősítő van, ahol a mérendő eszköz az így kialakított oszcillátoráramkör frekvencia meghatározó eleme. A találmány szerinti áramköri elrendezéssel kialakított oszcillátorkor a pozitív, vagy a negatív bemenetére visszacsatolt, a pozitív, vagy negatív bemenetén szintszabályozással rendelkező mérőerősítő áramkör, melynek kimenetére, szükség esetén meghajtó jelátalakító segítségével csatlakozik a mérendő eszköz. Mechanikai alkatrészek és rendszerek rezonanciafrekvenciájának a mérésénél szükséges egy érzékelő jelátalakítóval a mechanikus rezgések elektromossá alakítása a villamos jel-visszacsatolás megvalósítása érdekében. Több helyi szélsőértékkel rendelkező alkatrészek vagy rendszerek mérése esetén a mérő-erősítő amplitúdó és fázis karakterisztikájának a megfelelő megválasztásával, és a mérőkörbe kapcsolt korrekciós taggal kell biztosítani, hogy az előzőeknek megfelelően felépített mérőoszcillátor a kívánt tartományban legyen rezgőképes. A találmányt részletesen kiviteli példák kapcsán rajz segítségével ismertetjük. A mellékelt rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés blokksémája, a 2. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés egy előnyös kiviteli alakját ismerteti, ahol a mérendő eszköz elektrodinamikus hangszóró, a 3. ábrán a találmány szerinti áramköri elrendezés egy másik kiviteli alakja látható, a 4. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés egy további kiviteli alakját ismerteti, n\íg az 5. ábra a 4. ábra szerinti áramköri elrendezéshez hasonló megoldást ismertet. Az 1. ábra szerinti áramköri elrendezésben 5 mérendő eszköz 4 meghajtó jelátalakítón keresztül csatlakozik 1 erősítő kimenetére. Az 1 erősítő bemenetéi 3 korrekciós tagon keresztül 6 érzékelő jelátalakítóval vannak összekötve. A 6 érzékelő jelátalakító az 5 mérendő eszköz mechanikus rezgéseit alakítja elektromos jellé a pozitív visszacsatolás megvalósítása érdekében. Az 1 erősítőre csatlakoztatott 9 frekvenciamérő, a rezgések frekvenciájának a mérésére alkalmas. A 2 szintszabályozó áramkör, amely szabályozhat akár a pozitív, akár a negatív bemenetén az 1 erősítőnek, az 1 erősítő erősítését állítja be úgy, hogy a rezgések amplitúdója állandó és szinuszos legyen. A 2. ábra az 1. ábra szerinti áramköri elrendezés egy lehetséges kiviteli alakja abban az esetben, amikor az 5 mérendő eszköz elektrodinamikus hangszóró. A hangszóró elektroakusztikus elem, így az 1 erősítő (mely áll a 10 műveleti erősítőből és a 7 impedanciából) kimenetére közvetlenül meghajtó jelátalakító nélkül csatlakoztatható, a 7 impedancián keresztül. A meghajtó elem maga a hangszóró lengőcsévéje. Az érzékelő jelátalakítást is a lengőcséve végzi, így a hangszóró tartalmazza a 4 meghajtó jelátalakítót és a 6 érzékelő jelátalakítót. A hangszóró másik kivezetése földpotenciálra csatlakozik. A 7 impedancia értéke nagyságrendekkel nagyobb a hangszóró impedanciájánál, ezáltal a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
