Elektromekanisk filter

Et elektromekanisk filter (EMF)  er et filter , der normalt bruges i stedet for et elektronisk radiofrekvensfilter, hvis hovedformål er at passere vibrationer i et bestemt frekvensbånd og undertrykke andre. Filteret bruger mekaniske vibrationer svarende til et påført elektrisk signal (dette er en type analogt filter ). Ved filterets indgang og udgang er der elektromekaniske transducere, der omdanner signalets elektriske vibrationer til mekaniske vibrationer af filterets arbejdsvæske og omvendt.

Alle EMF-komponenter ligner i deres funktioner forskellige elementer i et elektrisk kredsløb. Matematiske funktioner-karakteristika for mekaniske elementer er identiske med egenskaberne for de tilsvarende elektriske elementer. Dette giver dig mulighed for at anvende metoderne til elektrisk kredsløbsanalyse og filterdesign på kredsløb med mekaniske filtre. I elektrisk kredsløbsteori er der udviklet mange matematiske metoder til at beregne et filters frekvensgang, og mekaniske filterdesignere har brugt dem direkte. Dette er nødvendigt for at sikre, at det mekaniske filters egenskaber svarer til de nødvendige egenskaber for det elektriske kredsløb.

EMF-dele er normalt lavet af stål eller jern - nikkel - legeringer . Nikkel bruges almindeligvis på filterets input- og outputterminaler. Filterresonatorer fremstillet af disse materialer behandles på en speciel højpræcisionsmaskine før den endelige filtersamling for at give dem den nødvendige frekvensrespons.

Da EMF fungerer som en elektromekanisk enhed, er metoderne til mekanisk design af enheder til filtrering af mekaniske vibrationer eller lydbølger (som også er mekaniske vibrationer) fuldt anvendelige i dens udvikling. Sådanne metoder bruges f.eks. i udviklingen af ​​højttalerkabinetter. I elektriske applikationer er der ud over mekaniske komponenter med elektriske deles egenskaber behov for omformere af mekaniske vibrationer til elektriske vibrationer og omvendt. Der er mange forskellige komponentformer og mekaniske filtertopologier, hvoraf et repræsentativt udvalg findes i denne artikel.

Teorien om elektromekaniske filtre blev først anvendt til at forbedre de mekaniske dele af grammofoner i 1920'erne. I 1950'erne begyndte man at producere elektromagnetiske felter som selvstændige produkter til brug i radiosendere og højkvalitets radiomodtagere. Den højeste kvalitetsfaktor for mekaniske resonatorer, der langt overstiger kvalitetsfaktoren for alle konventionelle (på kondensatorer og induktorer) oscillatoriske kredsløb, gjorde det muligt at skabe mekaniske filtre med fremragende selektivitet . Den høje følsomhed, vigtig for radiomodtagere, gjorde også disse filtre meget attraktive at bruge. Moderne forskere udvikler mikroelektromekaniske filtre - elektromekaniske analoger af integrerede kredsløb .

Elementer

Elementerne i et passivt lineært elektrisk kredsløb er induktorer , kondensatorer og modstande , hvis egenskaber er henholdsvis induktans , elektrisk stivhed (det reciproke af kapacitans ) og modstand . De svarer til masse , stivhed og dæmpning . De fleste elektroniske filterkredsløb bruger kun kondensatorer og induktorer, og modstande kan være ved filterets input og output. I et ideelt filter er der muligvis ingen modstand; i den virkelige verden er det altid i form af modstanden af ​​induktorviklingen, monteringsmodstand osv. På samme måde har elementerne i et ideelt mekanisk filter kun masse og stivhed, men i den virkelige verden er der altid dæmpning af svingninger [1] .

På samme måde kan den mekaniske analog af spænding og strøm betragtes som kraft ( F ) og hastighed ( v ). Den mekaniske impedans kan derfor defineres ud fra den imaginære vinkelfrekvens jω , [ca. 1] som fuldt ud følger den elektriske analogi [2] :1-2 [3] .  

Mekanisk
parameter		 Formel Mekanisk
modstand
(impedans)		 Elektrisk parameter
Stivhed, S Elektrisk hårdhed, 1/ C ,
reciprok kapacitans
Vægt, M Induktans, L
Dæmpning, D Modstand, R

Bemærkninger:

Kredsløbet vist i tabellen ovenfor er kendt som impedansanalogien .  Baseret på det konstrueres EMF-ækvivalente elektriske kredsløbsdiagrammer, hvis elektriske impedans svarer til den samlede modstand af EMF, betragtet som en del af et elektrisk kredsløb. Sådanne kredsløb er mere intuitive set fra radioelektronikkens synspunkt. Der er også en mobilitetsanalogi [ ca. 2] , hvor den fysiske kraft svarer til styrken af ​​den elektriske strøm, og hastigheden svarer til den elektriske spænding. Mobilitetsanalogien giver tilsvarende korrekte resultater, men kræver brug af ikke de elektriske analoger, der blev angivet ovenfor, men deres gensidige. Fra hvor M → C , S → 1/ L , D → G , hvor G  er elektrisk ledningsevne , reciprok af modstand. Tilsvarende kredsløb bygget ved hjælp af mobilitetsanalogien ligner dem, der er bygget ved hjælp af impedansanalogien. Men i stedet for total modstand bruges den gensidige af den - total ledningsevne (omvendt impedans), og i det ækvivalente kredsløb bliver serieelementer parallelle, kapacitanser erstattes af induktanser, og så videre [4] . Skemaer bygget ved hjælp af mobilitetsanalogien er tættere på det mekaniske EMF-layoutskema og er mere intuitive set fra mekanikkens synspunkt [5] .

Enhver mekanisk komponent har uundgåeligt masse og stivhed. Mekaniske analoger af klumpede kapacitanser og induktanser kan fremstilles ved at minimere (men ikke fuldstændigt eliminere) den uønskede egenskab. En analog af en kondensator kan være en tynd lang stang med en minimumsmasse og maksimal overensstemmelse. En analog af en induktor er tværtimod en kort og bred stang med maksimal masse og minimal overensstemmelse. [2] :1

Mekaniske dele fungerer som en lang række for mekaniske vibrationer. Hvis bølgelængden er kort i forhold til delens dimensioner, bliver den klumpede elementmodel beskrevet ovenfor utilstrækkelig , og en distribueret elementmodel  bør bruges i stedet . Mekaniske dele med distribuerede parametre ligner her fuldstændig elektriske elementer med distribuerede parametre, og udvikleren af ​​elektromekaniske filtre kan anvende metoder til beregning af filtre på elementer med distribuerede parametre ( engelsk Distributed element filter ). [2]  

Historie

Harmonisk (akustisk) telegraf

Designet af elektromekaniske filtre har udviklet sig på grund af anvendelsen af ​​mekanismerne i nogle metoder til teorien om elektriske filtre. Et af de tidligste (1870'erne) eksempler på den praktiske anvendelse af EMF var den harmoniske eller akustiske telegraf., som blev skabt, fordi elektrisk resonans på det tidspunkt stadig var lidt forstået, og mekanisk resonans (især akustisk resonans ) var velkendt af ingeniører. Denne tilstand varede ikke længe; elektrisk resonans var allerede kendt af videnskaben, og snart udviklede ingeniører helt elektriske filterdesign. Men på det tidspunkt var den harmoniske telegraf ret vigtig. Ideen om at sende flere telegrammer samtidigt over en telegraflinje ved forskellige frekvenser (nu kaldet frekvensdeling af kanaler ) var med til at reducere omkostningerne ved at bygge telegraflinjer betydeligt. Hver operatørs telegrafnøgle indeholdt et elektromekanisk relæ, hvis tunge svingede med en bestemt frekvens og konverterede denne mekaniske svingning til et elektrisk signal. Operatøren, der modtog telegrammet, havde det samme relæ, præcist indstillet til den ønskede lydfrekvens; det begyndte kun at vibrere og give en lyd under påvirkning af et elektrisk signal med den nødvendige frekvens [6] [7] .

Forskellige modeller af den harmoniske telegraf blev udviklet af Elisha Gray , Alexander Bell , Ernst Mercadier( Ernest Mercadier ) og andre. Således blev der opdaget metoder til at omdanne lydvibrationer til elektriske vibrationer og omvendt, hvilket senere førte til opfindelsen af ​​telefonen [6] [7] .

Mekaniske ækvivalente kredsløb

Kort efter udviklingen af ​​elektrisk kredsløbsanalyse, begrebet kompleks impedans og repræsentation fra filterteoribegyndte at blive anvendt analogt i mekanik. A. Kennelly( Arthur E. Kennelly ), som også introducerede begrebet kompleks impedans, og A. Webster( Arthur Gordon Webster ) udvidede i 1920 for første gang begrebet impedans til mekaniske systemer [8] .

De mekaniske analogier af fuld kompleks ledningsevne og tilhørende mobilitet  begyndte at blive brugt noget senere, i 1932, takket være Firestone [ 9] [ 10] [11] .

Men blot indførelsen af ​​mekaniske analoger af elektriske mængder var ikke nok. De var anvendelige til fuldt mekaniske systemer; men ved beregning af EMF er det også nødvendigt at tage højde for indflydelsen af ​​elektromekaniske omformere, så vidt muligt. Tilbage i 1907 beskrev A. Poincare først konverteren ved hjælp af et par lineære algebraiske ligninger, der relaterer elektriske variable (spænding og strøm) med mekaniske variabler (kraft og hastighed) [12] [13] . Disse ligninger kan skrives i matrixform ved hjælp af firpolet z-parametre :

hvor I og v  er henholdsvis strømstyrken og spændingen på den elektriske side af konverteren.

En sådan registrering af ligningerne, som lige så godt beskriver den mekaniske og elektriske impedans, blev først foreslået af R. L. Vegel ( R. L. Wegel ) i 1921 . I dem  er dette den åbne kredsløbs mekaniske impedans, dvs. impedans af den mekaniske side af konverteren, når der ikke er strøm på terminalerne på den elektriske side af konverteren. Det andet element i den fire-terminale matrix er  den elektriske impedans i åbent kredsløb, det vil sige inputmodstanden på den elektriske side af konverteren, målt når den mekaniske side af konverteren er fast og stationær (hastigheden er nul) . De resterende to elementer, og beskriver henholdsvis den direkte og omvendte overføringsfunktion af den elektromekaniske konverter.

Med fremkomsten af ​​sådanne ideer har ingeniører været i stand til at anvende metoder til beregning af elektriske kredsløb til mekaniske domæner og analysere det elektromekaniske system som helhed [8] [12] [14] .

Lydafspilning

En af de tidlige praktiske anvendelser af nye teoretiske udviklinger var beregninger af grammofoner . Et hyppigt problem i tidlige grammofondesigns var mekaniske resonanser i pickup- og lydtransmissionssystemet; som følge heraf optrådte alt for store toppe og dale på grammofonens amplitude-frekvenskarakteristik (AFC), hvilket reducerede lydkvaliteten markant. I 1923 modtog Harrison , der  arbejdede for Western Electric Company, et patent på en grammofon, hvor beregningerne af et mekanisk akustisk system udelukkende var baseret på et tilsvarende elektrisk kredsløb. Grammofonens akustiske system blev præsenteret som en elektrisk transmissionslinje, grammofonens horn som en aktiv belastning ved dens udgang. Alle mekaniske og akustiske dele af grammofonen - fra pickupnålen til hornet - blev sammenlignet på basis af impedansanalogien med tilsvarende elektriske elementer med klumpede parametre. Det tilsvarende elektriske kredsløb havde en stigetopologi ( engelsk stigetopologi ) og var en sekvens af resonanskredsløb shuntet af kondensatorer. Det kan også betragtes som et båndpasfilterkredsløb . Og Harrison valgte værdierne af parametrene for elementerne i et sådant filter på en sådan måde at give den ønskede lydbåndbredde (i dette tilfælde fra 100 Hz til 6 kHz) og en flad frekvensrespons. Ved at genberegne de elektriske parametre for de ækvivalente elektriske kredsløbselementer tilbage til mekaniske parametre, var det muligt at beregne de nødvendige masser og stivhed af grammofondelene og derefter de tilsvarende dimensioner af delene til deres fremstilling. Den resulterende grammofon havde en flad frekvensrespons gennem hele båndbredden og var fri for parasitære resonanser ved nogle lydfrekvenser, så karakteristisk for tidligere grammofondesigns [15] . Kort efter modtog Harrison endnu et patent - for en lignende metode til beregning af mikrofoner og telefoner til telefonapparater [16] .  

Harrison brugte teorien om k-filtre ( engelsk  "constant k filter" eller "image filter" ) Campbell( G. A. Campbell ), som på det tidspunkt var den mest udviklede filterteori. I denne teori blev beregningen af ​​filtre i det væsentlige betragtet som problemet med at matche impedans (impedans)[15] :2 . En mere udviklet teori til løsning af dette problem blev foreslået af Edward Norton.( Edward L. Norton ), arbejdede på Bell Labs i 1929 . E. Norton brugte den samme generelle tilgang, selvom han senere skrev til Sydney Darlingtonat han var i stand til at udvikle et "maksimalt fladt" mekanisk filter [1] . Nortons design dukkede op tidligere end det lignende, der er beskrevet i Stephen Butterworths arbejde, som sædvanligvis betragtes som opdageren af ​​det elektroniske filter med den mest flade frekvensgang [17] .

De ligninger, som Norton giver for sit filter, svarer til et ensidigt belastet Butterworth-filter forbundet til en ideel spændingskilde (ingen intern modstand). Mens i litteraturen er beregningen af ​​et tosidet belastet filter oftere givet med modstande ved indgangen og udgangen. Derfor er det svært at sige til hvilken konstruktion en sådan model skal anvendes [2] :3 [18] . Et andet træk ved Norton-filteret er en serieforbundet kondensator svarende til stivheden på det akustiske diagram.. I det tilsvarende Norton-kredsløb er der kun én sådan kondensator, og uden den kan filteret analyseres som et prototype lavpasfilter.. Norton flytter kondensatoren fra filterets interne kredsløb til dets input, hvilket tvinger en transformer ind i det tilsvarende kredsløb (Figur 3, nederst). Norton brugte et kredsløb til at konvertere den ækvivalente modstand "L-inverteret" ( engelsk  vending rundt om L ) [2] .

Den endelige kvantitative beskrivelse af EMF på det tidspunkt blev givet af Maxfield  og Harrison , offentliggjort i 1926. I den beskrev forfatterne ikke kun, hvordan et mekanisk båndpasfilter kan anvendes i lydgengivelsessystemer, men anvendte også de samme principper til udviklingen af ​​mekaniske lydoptagelsessystemer, forudsat et diagram over et forbedret lydoptagehoved (til optagelse på plader) ) [19] [20] [21] .

Serieproduktion

Storskalaproduktion af elektromekaniske filtre blev først udført af Collins Radio Company (nu Rockwell Collins, Inc.)) i 1950'erne. De blev oprindeligt udviklet til frekvensdelingstelefoniapplikationer, hvor brugen af ​​højkvalitetsfiltre gav kommercielle fordele. Nøjagtigheden og stejlheden af ​​frekvensresponsen af ​​EMF gjorde det muligt at reducere bredden af ​​det beskyttende frekvensbånd, der adskiller frekvenskanalerne, som et resultat af hvilket det blev muligt at transmittere et større antal telefonsamtaler over et enkelt kabel. Det samme princip for frekvensdeling af kanaler er meget brugt i radiosendere - af samme grund. Elektromekaniske filtre blev hurtigt udbredt i mellemfrekvensbanerne i højkvalitets VHF- og UHF-radiosystemer (herunder militær-, marine-, amatørradioer og andre). Deres fordel var en væsentlig højere kvalitetsfaktor end tilsvarende LC-filtre , hvilket gjorde det muligt at opnå høj selektivitet .nødvendigt at adskille radiosignaler tæt i frekvens i modtagere. En anden fordel ved EMF er blevet højere stabilitet end LC-filtre og monolitiske kvartsfiltre. Den mest populære EMF for radiomodtagere var torsionsresonatorfilteret, fordi mellemfrekvensen i dem normalt vælges i området fra 100 til 500 kHz [22] [23] .

Elektromekaniske omformere

Elektromekaniske filtre bruger både magnetostriktive og piezoelektriske elektromekaniske transducere ( EMT'er ). I moderne EMF foretrækkes piezoelektriske transducere, fordi. Det piezoelektriske kan bruges som resonator på samme tid, hvilket reducerer antallet af dele og størrelsen af ​​filteret. Derudover er den magnetostriktive EMF følsom over for eksterne magnetiske felter, og de påvirker praktisk talt ikke driften af ​​det piezoelektriske filter. [24]

Magnetostriktive transducere (magnetostriktorer)

Et magnetostriktivt materiale er et materiale, der ændrer form, når det udsættes for et magnetfelt, og omvendt skaber et magnetfelt, når det deformeres. Ved magnetostriktiv EMF kræves en ledende spole omkring det magnetostriktive materiale. En strømførende spole ved filterindgangen skaber et vekslende magnetfelt, der sætter indgangsmagnetostriktoren i bevægelse ( fig. 4-a ). En strøm skabes i udgangsspolen ved virkningen af ​​det magnetiske felt, der skabes af udgangsmagnetostriktoren på grund af induktion. Ofte bruges også en permanent magnet til at holde magnetfeltstyrken i det magnetostriktive materiale inden for driftsområdet. Til samme formål kan du bruge jævnstrøm , der føres gennem spolen samtidigt med signalet - men en sådan konstruktiv løsning bruges relativt sjældent [25] .

De magnetostriktive materialer, der almindeligvis anvendes i EMF EMF, er ferriter (komprimeret pulver af jernforbindelser ). Resonatorer med stål- eller jern-nikkelviklinger bruges ofte; men i nogle designs (især ældre) kan nikkeltråd bruges til filterets input- og outputledninger. Det er nemlig muligt at vikle konverterviklingen på en nikkeltråd parret med den, pga. Nikkel har svage magnetostriktive egenskaber. Imidlertid er det dobbelte viklingstrådsdesign ret svagt. Dens anden ulempe er hvirvelstrømme , som kan undgås, hvis der bruges ferrit i stedet for nikkel [25] .

Konverterviklingen tilføjer selvfølgelig en vis induktans til EMF-kredsløbet. For at kompensere for det er en kondensator normalt forbundet parallelt med filterets input (output), og i nogle modeller af elektromekaniske filtre er en sådan kondensator indbygget. Dette danner en ekstra resonator (parallelt oscillerende LC-kredsløb). Som regel er båndbredden af ​​et sådant oscillerende kredsløb meget bredere end for en mekanisk resonator, så denne shuntkondensator har næsten ingen effekt på frekvensresponsen af ​​EMF; dog giver kompensationen af ​​den reaktive komponent af input- og outputmodstanden visse fordele: så EMF er bedre i overensstemmelse med transmissionslinjen og andre kredsløbselementer [26] :c.2, l.14–17 .

Piezoelektriske transducere

Piezoelektriske stoffer ændrer deres form, når de udsættes for et elektrisk felt, og skaber også et elektrisk felt, når de deformeres. En piezoelektrisk transducer er i det væsentlige lavet ved at placere elektroder i et piezoelektrisk materiale. De piezoelektriske stoffer, der blev brugt i tidlige elektromagnetiske felter, såsom bariumtitanat , havde utilstrækkelig temperaturstabilitet. På grund af dette kunne den piezoelektriske transducer ikke samtidigt udføre funktionerne som en resonator, og resonatoren skulle fremstilles separat. Dette problem blev løst, da bly zirconate titanat ( PZT ) blev brugt, som var stabilt nok til at blive brugt i en resonator. Et andet materiale, der ofte bruges i elektromekaniske filtre, er kvarts . Imidlertid foretrækkes keramiske materialer såsom PZT på grund af den elektromekaniske koblingskoefficientde er højere end kvarts [27] .

Der findes forskellige typer piezoelektriske elektromekaniske transducere. En af dem er Langevin-transduceren , opkaldt efter den berømte franske fysiker Paul Langevin , som brugte en lignende EMF i sine tidlige sonardesigns . Langevin-transduceren exciterer godt de langsgående tilstande af lydvibrationer. Derfor kan den bruges med resonatorer, der er indstillet til langsgående tilstande, eller med resonatorer, hvor vibrationer med andre tilstande kan omdannes mekanisk til langsgående vibrationer. Langevins EMF er typisk lavet i form af en piezoelektrisk skive placeret mellem to identiske stænger, der danner en resonator ( fig. 4-b ). [28]

I en anden type EMF er det piezoelektriske lag ikke placeret på tværs, men langs resonatoren ( fig. 4-c ). I dette design er torsions akustiske oscillationer arbejderne , derfor kaldes en sådan EMF torsion [29] .

Resonatorer

materiale kvalitetsfaktor
Nikkel op til 100 [30]
Stål op til 1000 [30]
Aluminium ~10.000 [30]
Jern-nikkel legeringer 10000-25000,
afhængig af designet [31]

Mekaniske resonatorer gør det muligt at opnå en ekstrem høj kvalitetsfaktor : omkring 10.000 i de fleste elektromagnetiske felter og op til 25.000 i filtre med torsionsresonatorer lavet af en speciel jern-nikkel-legering. En sådan kvalitetsfaktor er praktisk talt umulig at opnå i et konventionelt oscillerende kredsløb, hvor det er begrænset af den aktive modstand af induktorviklingen. [25] [31] [32]

Tidlige designs (1940'erne-1950'erne) brugte stålresonatorer. I fremtiden gav stål plads til jern-nikkel-legeringer, som selv om de er dyrere, men giver dig mulighed for at få den maksimale kvalitetsfaktor. Nogle af de metaller, der bruges i resonatorerne til elektromekaniske filtre, og de Q-faktorer, de giver, er angivet i tabellen [31] .

Nogle gange bruges en piezoelektrisk krystal som resonator, især i kompakte EMF-modeller, hvor det piezoelektriske både er en resonator og en input/output elektromekanisk konverter [31] .

En anden fordel ved EMF i forhold til LC-kredsløbet er dens høje stabilitet. En relativ afvigelse af resonansfrekvensen fra den nominelle værdi er opnåelig, som ikke overstiger 1,5 10–9 over hele driftstemperaturområdet fra minus 25 til +85 °C, og samtidig vil den tidsmæssige relative frekvensustabilitet ikke overstige 4 10-9 om dagen [33] . Temperaturstabiliteten af ​​frekvensen er en anden grund til at bruge en jern-nikkel-legering i EMF-resonatoren. Det er direkte relateret til stabiliteten af ​​Youngs modul  - et mål for stivheden af ​​et materiale; temperaturkoefficienten for Youngs modul ( TCMYU ) skal være så tæt på nul som muligt. De fleste materialer har en negativ TCMY (ved opvarmning bliver materialet mindre stift), men ved at tilføje nogle elementer til legeringen kan nul eller positiv TCMY opnås [ca. 3] . I resonatoren foretrækkes det at bruge et materiale, hvis TCMY er lig med eller tæt på nul i driftstemperaturområdet. Et sådant materiale kan opnås ved varmebehandling af legeringen, hvilket ændrer funktionen af ​​TCMT's afhængighed af temperaturen [34] [35] [36] [37] .

Oscillationstilstande i resonatorer

Normalt kan forskellige oscillationstilstande for deformation og mekanisk spænding exciteres i en mekanisk resonator , men i en EMF-resonator virker kun en af ​​dem, og normalt forsøger designeren at sikre, at resonans kun forekommer i arbejdstilstanden, og andre oscillationer tilstande er ikke begejstrede. Der anvendes både langsgående træk-/kompressionsdeformationer og bøjnings- og torsionsdeformationer. Nogle gange bruges oscillerende deformationer af radial spænding/kompression eller cirkulært polariserede vibrationer (såsom vibrationer i en rund membran) [38] .

Oscillationstilstandene er nummereret i henhold til antallet af halvbølger, der passer på den tilsvarende resonatorstørrelse. Hvis tilstanden er forbundet med oscillerende bevægelse i mere end én retning (for eksempel udføres cirkulært polariserede vibrationer af en rund membran i to retninger på samme tid) - er det angivet med flere tal. Ved højere svingningstilstande dannes flere oscillationsknuder i resonatorens faste punkter (minima for en stående bølge ). I nogle modeller af mekaniske resonatorer er yderligere understøtninger eller fastgørelseselementer installeret i oscillationsknuderne for større strukturel styrke. I figur 5 er oscillationsknuderne angivet med en stiplet linje, og yderligere mekaniske elementer er angivet med trådsegmenter, der er fastgjort til dem. Fastgørelse af yderligere mekaniske dele til resonatoren i oscillationsknuderne forstyrrer ikke driften af ​​resonatoren og interfererer ikke med excitationen af ​​svingninger i arbejdstilstanden.

Design af elektromekaniske kredsløb

I designet af et elektromekanisk filter kan mange forskellige kombinationer af resonatorer og elektromekaniske omformere bruges. Figurerne viser nogle af dem. Så i fig. 6 viser en EMF med bøjningsskiveresonatorer og magnetostriktiv EMF. En elektromekanisk transducer transmitterer vibrationer til midten af ​​den første resonator. Ved resonansfrekvensen (eller i nærheden af ​​den) svinger resonatorskivens kanter i modfase med dens centrum, og denne oscillation overføres gennem stængerne til den næste resonator. Med en betydelig afvigelse fra resonansfrekvensen vil diskens kanter svinge lidt, og filteret vil "skære" (ikke passere gennem sig selv) et sådant signal [39] .


Se også

Noter

  1. ↑ Oversætterens bemærkning: Dette refererer sandsynligvis til den komplekse vinkelfrekvens af dæmpede harmoniske svingninger , hvor  er den reelle vinkelfrekvens af svingninger ( ), og  er dæmpningskoefficienten. Så kan oscillationsligningen skrives i generel form som
  2. ^ Impedansanalogien er den mest almindeligt  anvendte fremgangsmåde; men blandt dem, der bruger mobilitetsanalogien, er den førende EMF-producent "Rockwell Collins, Inc."( Johnson, 1968, s. 41 )
  3. ↑ Se f.eks. "Thermelast 4002"® Arkiveret 16. september 2016 på Wayback Machine  (tysk)  - en patenteret legering, der første gang blev produceret den 8. april 2010 i Tyskland. Den første legering med disse egenskaber var elinvar . For opdagelsen af ​​elinvar og invar blev Charles Guillaume tildelt Nobelprisen i 1920; den første praktiske anvendelse af de legeringer, han opdagede, var temperaturkompensatorer i videnskabelige måleinstrumenter, ure og marine kronometre ( Gould, Rupert T. The Marine Chronometer. - London: Holland Press, 1960. - s. 201 ).

Fodnoter

  1. ↑ 12 Darlington , 1984 , s. 7.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Norton, Edward L. "Sound reproducer", US patent 1.792.655 , indleveret 31. maj 1929, udstedt 17. februar 1931.
  3. ↑ Talbot-Smith, 2001 , s. 1,85, 1,86.
  4. ↑ Taylor & Huang, 1997 , s. 378-379.
  5. ↑ Eargle, 2003 , s. 4-5.
  6. ↑ 12 Lundheim , 2002 , s. 24.
  7. ↑ 1 2 Blanchard, 1944 , s. 425.
  8. ↑ 12 Hunt , 1954 , s. 66.
  9. ↑ Hunt, 1954 , s. 110.
  10. ↑ Pierce, 1989 , s. 321.
  11. ↑ Firestone, 1932 , s. 249-267.
  12. ↑ 12 Pierce , 1989 , s. 200.
  13. ↑ Poincare, 1907 , s. 221-372.
  14. ↑ Wegel, 1921 , s. 791-802.
  15. ↑ 1 2 Harrison, Henry C. "Acoustic device", US patent 1.730.425 , indleveret 11. oktober 1927 (og i Tyskland 21. oktober 1923), udstedt 8. oktober 1929.
  16. ↑ Harrison, H.C. "Electromagnetic system", US patent 1.773.082 , indleveret 6. december 1923, udstedt 12. august 1930.
  17. ↑ Butterworth, 1930 , s. 536-541.
  18. ↑ Matthaei, 1964 , s. 104-107.
  19. ↑ Taylor & Huang, 1997 , s. 360.
  20. ↑ Hunt, 1954 , s. 68.
  21. ↑ Maxfield, 1926 , s. 493-523.
  22. ↑ Taylor & Huang, 1997 , s. 359.
  23. ↑ Carr, 2002 , s. 54-55.
  24. ↑ Taylor & Huang, 1997 , s. 387.
  25. ↑ 1 2 3 Carr, 2002 , s. 170-172.
  26. ↑ Mason, Warren P. "Electromechanical wave filter", US patent 2.981.905 , indleveret 20. august 1958, udstedt 25. april 1961.
  27. ↑ Rosen, 1992 , s. 290-291, 331.
  28. ↑ Rosen, 1992 , s. 293-296, 302.
  29. ↑ Rosen, 1992 , s. 302.
  30. ↑ 1 2 3 George, kol.1.
  31. ↑ 1 2 3 4 Lin, 1998 , s. 286.
  32. ↑ Talbot-Smith, 2001 , s. 380.
  33. ↑ Carr, 2002 , s. 171.
  34. ↑ 1 2 Taylor & Huang, 1997 , s. 380.
  35. ↑ Manfred Börner, Jürgen Spizner, "Mekanisk frekvensfilter med ekstra kobling for at øge hældningen af ​​dæmpningsstigning", spalte 4, US patent 3.445.792 , indleveret 28. juni 1963, udstedt 20. maj 1969.
  36. ↑ Alfhart Günther, "Method for aligning mechanical filters", spalte 2, US patent 3.798.077 , indleveret 24. september 1971, udstedt 19. marts 1974.
  37. ↑ Schneider, Wolfgang; Thomas, Hans. Konstant modulus legeringer til mekaniske oscillatorer  // Metallurgiske transaktioner  A : journal. - 1979. - Bd. 10 , nej. 4 . — S. 433 . - doi : 10.1007/BF02697070 . - .
  38. ↑ Taylor & Huang, 1997 , s. 392-393.
  39. ↑ baselec, 1973 , s. 450.

Litteratur

Russisktalende

Engelsktalende

Links