Регуляторы напряжения РР356, РР133.

Расчёт элементов регулятор напряжения Я-120

Ток возбуждения генератора замыкается
по пути: зажим «+» батареи, зажим «+» генератора
и регулятора напряжения, обмотка ВО, замкнутые
контакты регулятора напряжения, зажимы
Ш регулятора напряжения и генератора,
обмотка возбуждения ОВ, зажим «-» батареи.
При работе генератора, когда его напряжение
становится выше э.д.с. аккумуляторной
батареи, источником тока становится генератор.
В этом случае пути тока шунтовой обмотки
регулятора напряжения и тока возбуждения
генератора будут прежние, но ток исходит
из зажима «+» генератора и возвращается
на «массу» к зажиму «-» генератора. Одновременно
генератор питает потребителей и заряжает
аккумуляторную батарею.

По мере увеличения частоты вращения
ротора генератора его напряжение растет.
Когда напряжение генератора достигнет
величины настройки регулятора (27,4-30,2
В), контакты регулятора напряжения размыкаются
и ток возбуждения замыкается по пути:
зажимы «+» генератора и регулятора напряжения,
ускоряющий резистор Rу, добавочные резисторы
Rд, зажимы Ш регулятора и генератора, обмотка
возбуждения ОВ, зажим «-» (корпус) генератора.
Вследствие резкого повышения сопротивления
цепи возбуждение ее ток и напряжение
генератора уменьшаются. При уменьшении
напряжения ниже нормального магнитная
сила, притягивающая якорь, уменьшается,
и пружина замыкает контакты регулятора
напряжения. Ток возбуждения и напряжение
генератора вновь начинают увеличиваться
до размыкания контактов регулятора напряжения.
Указанный процесс повторяется периодически.
При частоте замыкания и размыкания контактов
выше 30 Гц колебания напряжения практически
незаметны.

Скорость нарастания напряжения при
замыкании контактов, а также скорость
убывания напряжения при размыкании контактов
зависит от частоты вращения ротора генератора.
Чем выше частота вращения ротора генератора,
тем выше скорость нарастания напряжения
при замкнутых контактах и, наоборот, тем
медленнее происходит спад напряжения
генератора при разомкнутых контактах.
Это означает, что с увеличением частоты
вращения ротора генератора время замкнутого
состояния контактов уменьшается, а время
разомкнутого состояния контактов увеличивается.
Следовательно, с увеличением частоты
вращения в цепь обмотки возбуждения генератора
добавочный резистор R2 включается на большее
время, что вызывает уменьшение тока возбуждения,
и напряжение генератора поддерживается
постоянным, несмотря на увеличение частоты
вращения ротора.

Резисторы Rд и Ry также выполняют роль
искрогасительных сопротивлений, включенных
между контактами регулятора напряжения,
уменьшая искрение при их размыкании.

Повышение частоты вибрации контактов обеспечивается
включением шунтовой обмотки регулятора
напряжения по схеме «ускоряющего сопротивления». Шунтовая
обмотка регулятора напряжения одним концом
включена на «массу», другим — к точке
соединения резисторов Rу и Rд. При замкнутых
контактах регулятора через ускоряющий
резистор Rу проходит только ток шунтовой
обмотки регулятора напряжения (~0,17 А).
Следовательно, напряжение на шунтовой
обмотке регулятора будет меньше напряжения
генератора на величину падения напряжения
на резисторе Ry. Эта величина составляет
примерно 5 В.

При разомкнутых контактах регулятора
напряжения через резистор Ry пройдет
не только ток шунтовой обмотки регулятора,
но и ток возбуждения генератора. При этом
падение напряжения на резисторе Ry резко
возрастет и, следовательно, уменьшится
напряжение на обмотке регулятора напряжения,
пружина обеспечит более быстрое замыкание
контактов, а частота вибрации контактов
увеличится до 150-250 Гц.

Выравнивающая обмотка ВО регулятора
напряжения служит для компенсации увеличения
напряжения генератора при увеличении
частоты вращения ротора генератора, которое
вызывается включением шунтовой обмотки
по схеме ускоряющего сопротивления. Выравнивающая
обмотка ВО включена встречно по отношению
к шунтовой обмотке ШО регулятора напряжения.

При малой частоте вращения ток 
возбуждения генератора, проходящий
по выравнивающей обмотке, имеет 
наибольшую величину. Следовательно, размагничивающее
действие выравнивающей обмотки 
и повышение напряжения генератора
будет наибольшим. С увеличением 
частоты вращения ток возбуждения,
а следовательно, и размагничивающее действие
выравнивающей обмотки уменьшается, вследствие
чего она повышает напряжение генератора
на меньшую величину и тем самым способствует
выравниванию напряжения генератора,
которое при отсутствии выравнивающей
обмотки повышалось бы с увеличением частоты
вращения.

Регулируемое напряжение должно поддерживаться
в заданных пределах независимо от температуры
окружающей среды и нагрева обмоток регулятора
напряжения. Однако при нагреве шунтовой
обмотки, состоящей из медного провода,
сопротивление ее увеличивается.

При повышении температуры ШО до
+95°С ее сопротивление увеличивается на
30%. В результате напряжение, при котором
будут размыкаться контакты регулятора,
повысится также на 30%. Подобное увеличение
напряжения является недопустимым, так
как вызывает перезаряд аккумуляторных
батарей, снижение срока службы ламп накаливания
и искажение показаний приборов.

Для компенсации описанного вредного
явления в реле-регуляторе РР-127 применяют 
резистор температурной компенсации 
Rт, выполненный из нихрома, и подвеску
якоря регулятора на термобиметаллической
серьге ТБ.

С увеличением температуры шунтовой обмотки,
например на 75°С (с +20 до +95°С), сопротивление
нихромового резистора Rт (40 Ом) практически
не изменяет своей величины. Ускоряющий
резистор Rу (30 Ом), выполненный также из
нихрома и включенный последовательно
с шунтовой обмоткой, помимо ускорения
колебаний якоря также играет роль термокомпенсирующего
резистора.

Для ограничения возрастания регулируемого
напряжения с увеличением температуры
наряду с включением в цепь шунтовой обмотки
термокомпенсирующих резисторов применяют
подвеску якоря реле на термобиметаллической
серьге ТБ, состоящей из двух сваренных
между собой пластин — инвара марки ЭН-36 и
латуни или хромоникелевой или молибденоникелевой
стали. Инвар обладает малым температурным
коэффициентом линейного теплового расширения,
равным 1•10^-10°С, и поэтому образует
пассивную сторону термобиметаллической
пластины. Латунь или хромоникелевая или
молибденоникелевая стали обладают большим
температурным коэффициентом линейного
расширения, равным 17~20•10^-6•1/°С,
и образуют активную часть термобиметаллической
пластины. Термобиметаллическую пластину
одним концом прикрепляют к якорю, другим
— посредством заклепок и уголка — к ярму
магнитопровода, активной стороной к якорю,
а пассивной — к сердечнику реле.

При увеличении температуры термобиметаллическая
серьга      деформируется, изгибаясь
в сторону сердечника. Но так как конец
ее прикреплен к якорю реле, то изогнуться
она не может, вследствие чего на якорь
будет действовать сила, направленная
к сердечнику реле и противодействующая
силе пружины.

Суммарное усилие пружины и серьги
при увеличении окружающей температуры 
уменьшается и тем самым компенсируется
уменьшение магнитной силы притяжения
якоря к сердечнику вследствие нагрева 
обмотки, так что величина регулируемого 
напряжения остается прежней.

В регуляторе напряжения РР-127 резисторы
Rу, Rд, Rт выполнены из нихромового провода
марки Х15Н60, намотанного на шнур из стекловолокнита,
пропитанный кремнийорганическим лаком;
размещены резисторы в основании регулятора.

С повышением мощности генератора растет
его ток возбуждения, и контакты вибрационного
регулятора напряжения не обеспечивают
необходимого срока службы регулятора.
Поэтому для мощных генераторов в качестве
регулятора напряжения применяют транзисторные
регуляторы напряжения.

2.2 Бесконтактный транзисторный
регулятор напряжения РР-356

Регулятор напряжения РР-356 на кремниевых
транзисторах предназначен для работы
с генератором Г-272 мощностью 800 Вт (автомобили
КамАЗ, МАЗ). На корпусе регулятора имеется
штекерный разъем с двумя выводами «+»
и «Ш», а также винт для соединения его
корпуса с «массой» генератора.

На рис.7 изображена принципиальная
схема регулятора РР-356. Применение кремниевых
транзисторов, имеющих структуру n — p
— n, потребовало подключение эмиттера
к минусовому полюсу («макс. »), поэтому
обмотка возбуждения генератора включена
между коллектором транзистора и зажимом
«+» генератора, что потребовало изолировать
обмотку возбуждения генератора Г-272 от
«массы» и сделать на генераторе два вывода
концов обмотки возбуждения Ш1 и Ш2.

Рисунок 7 — Принципиальная схема регулятора
напряжения РР-356 и прохождение токов в
ней при открытом (а) и закрытом (б) силовом
транзисторе: «+», Ш, М — выводные контакты
штекерных разъемов;           
Т1 — силовой транзистор; Т2 — управляющий
транзистор; Дг — гасящий диод; Д1, Д2 —
диоды; СТ1, СТ2 — стабилитроны; Др — дроссель;              
R1, R2 — резисторы делителя напряжения; Rос
— резистор обратной связи; Rб — резисторы
базы транзистора Т1; R3, R4 — резисторы.

Регулятор напряжения работает следующим
образом (рис. 7, а). При включении выключателя
ВК ток батареи замыкается через делитель
напряжения по цепи: «+» батареи, контакты
ВЗ, «+» регулятора, обмотка дросселя Др,
резисторы R1 и К2, зажим М («масса») регулятора,
минус батареи. При этом на резисторе R2
в результате прохождения по нему тока
создастся падение напряжения Uст. Однако
пока это напряжение меньше напряжения
пробоя стабилитронов CT1 и CT2, стабилитроны
заперты, сила тока, проходящего через
них, близка к нулю, и цепь базы транзистора
Т2 (от «+», через обмотку дросселя Др, резистор
R1 и стабилитроны СT1 и СT2) практически
прервана, потенциал базы при отсутствии
тока в резисторе R3 равен потенциалу эмиттера,
и, следовательно, транзистор Т2 заперт.
Здесь применены два последовательно
включенных стабилитрона СT1 и CT2, так как
номинальное напряжение генератора Г-272 равно
28 В.

Поскольку транзистор T2 закрыт и соединение
между точкой подключения его 
коллектора к диодам Д1 и Д2 и зажимом
М прервано, то ток, проходящий через резистор
R5, диоды Д1 и Д2 и резистор R4, создает на
последнем падение напряжения, вследствие
чего потенциал базы транзистора Т1 становится
выше потенциала его эмиттера.

Возникший ток базы Iб1, проходящий
по цепи: «+» регулятора, резистор Rб,
диоды Д1 и Д2, эмиттерио-базовый переход
транзистора Т1, зажим М открывает транзистор
Т1. Тогда ток возбуждения Iв, проходящий
по цепи: «+» генератора, зажим Ш генератора,
обмотка возбуждения генератора, второй
зажим Ш генератора, зажим Ш регулятора,
открытый транзистор Т1, зажим М регулятора,
«-» генератора, приобретает максимальную
величину.

Когда напряжение генератора превысит
установленный уровень, возросшее 
напряжение Uст на стабилитронах СТ1 и СТ2
пробивает их и тем самым открывает путь
току Iб2 базы транзистора Т2 (рис. 7, б). Последний,
открываясь, замыкает накоротко эмиттерно-базовый
переход транзистора Т1, вследствие чего
последний запирается, прерывая цепь тока
возбуждения. Ток возбуждения и напряжение
генератора резко снижаются, напряжение
Uст уменьшается, стабилитроны СТ1 и СТ2
снова запираются, вызывая запирание транзистора
Т2 и открывание транзистора Т1 и процесс
периодически повторяется с большой частотой.
Ток Iс, созданный э.д.с. самоиндукции в
обмотке возбуждения, замыкается по пути,
показанном пунктирными стрелками через
гасящий диод Дг, минуя транзистор Т1. Дроссель
Др сглаживает пики пульсирующего напряжения.
Резистор обратной связи Roc ускоряет переключение
транзистора Т1 из состояния «открыт»
в состояние «закрыт» и обратно. Диоды
Д1 и Д2 служат для повышения надежности
запирания транзистора Т1. Регулируют
величину напряжения регулятора РР-356 подбором
величины сопротивления резистора R2 при
изготовлении регулятора. Регулировка
регулятора РР-356 в эксплуатации не разрешается.
Для генератора Г-288 мощностью 1100 Вт применяется
регулятор РР-133, электрическая схема которого
и данные элементов схемы одинаковы с
регулятором РР-356. Отличие состоит в обратном
расположении платы с деталями. В регуляторе РР-356 силовой
транзистор находится сверху, а детали
схемы снизу платы, а в регуляторе РР-133 наоборот,
что облегчает осмотр и проверку исправности
регулятора при снятии крышки.

Бесконтактные транзисторные регуляторы
напряжения типа РР-356 и   РР-133 обладают
длительным сроком службы и не требуют
регулировки в эксплуатации, но они отличаются
большой трудоемкостью изготовления и
размерами, не позволяющими встроить их
в конструкцию генератора, что значительно
повысило бы надежность генераторной
установки и сократило расход проводов.
В настоящее время наша промышленность
выпускает для автомобилей с дизельными
двигателями генератор с встроенным интегральным
регулятором напряжения (генераторные
установки).

2.3 Генераторная установка Г-273
с встроенным интегральным регулятором
напряжения Я-120  применяется на  дизельных
двигателях ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, КамАЗ-740 (автомобили
МАЗ, КАМАЗ)

 Генераторная 
установка Г-273 заменяет собой 
генераторы Г-271 и          
Г-272 с соответствующими регуляторами напряжения.
Размеры интегрального регулятора Я-120: 38×58×12
мм, а масса 50 г, поэтому такой регулятор
легко встраивается в заднюю крышку генератора.
Общий вид генераторной установки Г-273 показан
на рисунке 8. Принципиальное отличие схемы
генератора Г-273 от рассмотренных выше заключается
в том, что обмотка возбуждения ОВ (рис.
9) включена между нулевой точкой обмотки
статора и через транзистор Т1 с «массой».
Напряжение между нулевой точкой и «массой»
равно половине напряжения на выходе генератора,
т.

е. 14 В. Такая схема обмотки возбуждения
позволяет защитить аккумуляторную батарею
от разряда на обмотку возбуждения при
неработающем двигателе и включенном
выключателе «массы» ВМ, унифицировать
роторы генераторов на 14 и 28 В (роторы Г-273 и Г-250
 взаимозаменяемы) и снизить перенапряжение
на выходе генератора и транзистора Т1
при сбросе нагрузки. Генераторная установка Г-273 имеет
посезонную регулировку «зима — лето»
с целью лучшего заряда аккумуляторной
батареи зимой (регулируемое напряжение
28,1-30,2 В) и предупреждения перезаряда батареи
летом (регулируемое напряжение        
27,1-28,1 В). Если винт 5 (см. рис.8) посезонной
регулировки вывернут, резистор R_пр (см.
рис. 9) отключен, регулятор поддерживает
напряжение, соответствующее летней регулировке,
если винт 5 завернут до упора, то регулятор
поддерживает регулируемое напряжение
«зима». Для улучшения условий возбуждения
генератора в момент пуска двигателя между
обмоткой возбуждения и «+» аккумуляторной
батареи включен подпиточный резистор
Rпод. В генератор Г-273 устанавливаются выпрямительные
блоки БПВ-4-45 или ВБГ-1Б.

Рисунок 8 — Генераторная установка Г-273
со встроенным интегральным регулятором
напряжения Я-120: а — общий вид; б — блок
щеткодержателя с регулятором напряжения
в разобранном виде; 1, 2, 3, 4 — выводные
зажимы С, В, «+», «-» — соответственно;
5 — винт посезонной регулировки;                   
6 — регулятор напряжения; 7 — блок посезонной
регулировки;                        
В, Д, Ш, С — шины, к которым подсоединен
регулятор напряжения.

Встроенный в щеткодержатель генератора
регулятор напряжения            
Я-120 выполнен по электронной схеме (см.
рис. 9, а) в интегральном исполнении, в
котором пассивные элементы (резисторы),
соединительные проводники и контактные
площадки под активные элементы (транзисторы,
диоды) неразъемно связаны и выполнены
по толстопленочной технологии на керамической
подложке. На плате пассивных элементов
монтируются и подвесные дискретные элементы
(конденсаторы, стабилитроны, входной
транзистор Т3). На другой малогабаритной
керамической плате расположены структуры
(кристаллы) транзистора предоконечного
каскада Т2, выходного транзистора Т3 и
гасящего диода Д1. После сборки схема
закрывается крышкой и заливается специальным
герметиком. Регулятор напряжения Я-120
прибор неразборный и ремонту не подлежит.
Максимальная сила тока возбуждения, на
которую рассчитаны элементы конструкции
регулятора             
Я-120, равны 3,3 А. Схемные решения и конструкция
регулятора обеспечивают высокую стабильность
выходного напряжения генераторной установки
при изменении тока нагрузки, частоты
вращения и температуры не более чем -0,4,
+0,2 и +0,1 В соответственно.

Патент США на электрооптический модулятор с одномодовым волноводным модулятором. Патент (Патент № 4789213, выдан 6 декабря 1988 г.)

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройствам связи , и более конкретно относится к электрооптическому модулятору, имеющему одномодовый модулятор световода.

2. Описание известного уровня техники

Передача сообщений по световым волноводам имеет ряд преимуществ. К таким преимуществам, по существу, относятся: низкое затухание сигнала; высокая пропускная способность; и защита от разрушения, особенно от электрических или магнитных полей. К этому добавляются высокая гибкость, малый вес и малые размеры самих световодов, а также предоставляемая такими волноводами возможность простой реализации потенциального разделения.

Световоды в основном используются в сетях связи более высокого уровня, особенно в телефонных сетях. Они уже зарекомендовали себя в этом приложении.

В настоящее время проходит испытания передача сообщений, в частности речи, до абонента по световодам. Широкополосные услуги, например, «кабельное телевидение» и «телекопирование», могут быть предложены самым простым образом при соответствующем способе передачи. Устройства для этих услуг подключаются к сети электроснабжения у абонента. Это недопустимо для работы самого телефона. Соображения безопасности технического и другого характера играют здесь решающую роль. Специалист в данной области техники знаком с аспектами безопасности технического характера. Другие соображения безопасности приводят к требованию, чтобы телефонная установка оставалась работоспособной в опасных ситуациях, даже при отключении электросети.

Абонентские устройства, необходимые для телефонной связи, должны снабжаться, таким образом, электроэнергией, доступной независимо от сети электроснабжения. Таким образом, согласно существующему предложению абонентские устройства получают энергию от обменной батареи по медным линиям, проложенным дополнительно к световодам, или от батарей, установленных на абонентском устройстве.

Эти дополнительные медные линии или батареи могут быть устранены при создании микрофонов, которые генерируют электрические сигналы в ответ на давление и, следовательно, обходятся без подачи электроэнергии и работают в сочетании со световодами. Благодаря этому стало бы возможным значительное сокращение затрат.

Известные предложенные решения обеспечивают использование устройства, в котором световой пучок отражается от диафрагмы, подверженной отклонению из-за акустического давления или давления в целом, отражаясь в соответствии с отклонением диафрагмы, посредством чего модуляция входной мощности достигается, см., например, Frequenz 32 (1978), стр. 356-363, Fromm, I.: «Optofon-ein Optisches Ubertragungssystem fur Sprache». Однако при наличии таких устройств следует учитывать значительные проблемы с допуском, особенно в отношении движущихся частей (диафрагмы).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание электронно-оптического модулятора, который имеет прочную и компактную механическую конструкцию и при котором практически устранены проблемы допуска. Кроме того, электрооптический модулятор по настоящему изобретению должен иметь малые габариты и малый вес. Кроме того, он также должен надежно работать в экстремальных условиях окружающей среды.

Указанная выше цель достигается в соответствии с настоящим изобретением с помощью электрооптического модулятора, имеющего одномодовый волноводный модулятор, который отличается тем, что в качестве источника электрического сигнала, подаваемого на модулятор одномодового световода для модуляции мощности света, подаваемой в модулятор одномодового световода по входному световоду, причем электрический выход генератора сигналов прямо или косвенно соединен с электрическим входом одномодового модулятора световода.

Преимущество такого электрооптического модулятора состоит в том, что он может иметь компактную конструкцию, практически не вызывает проблем с устойчивостью и надежно работает даже в экстремальных условиях окружающей среды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие цели, особенности и преимущества изобретения, его организация, конструкция и работа будут лучше всего понятны из следующего подробного описания, взятого вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

РИС. 1 представляет собой принципиальную схему соединения отдельных компонентов примерного варианта осуществления изобретения;

РИС. 2 представляет собой принципиальную схему примерного варианта особенно предпочтительного применения электрооптического модулятора, а именно реализации электрооптического микрофона для телефонного аппарата, который соединен с центральным устройством только посредством световодов. ;

РИС. 3 представляет собой схематическое изображение электрооптического модулятора, сконструированного в соответствии с настоящим изобретением, который используется в качестве электрооптического микрофона в трубке телефонного аппарата;

РИС. 4 — графическая иллюстрация осциллограммы входных и выходных сигналов лабораторной установки для демонстрации работоспособности принципа изобретения; и

РИС. 5 представляет собой схематическое изображение предпочтительной конструкции пьезомикрофона или электретного микрофона, имеющего множество отдельных емкостей, соединенных последовательно.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Как уже указано выше, на фиг. 1 схематически иллюстрирует принципиальную схему соединения отдельных компонентов примерного варианта осуществления изобретения. Согласно фиг. 1, электрооптический модулятор М содержит одномодовый волноводный модулятор 1 и чувствительный к давлению генератор сигналов 2. Световая мощность L подается на одномодовый световодный модулятор по входному световоду 3. Модулированная световая мощность L’ отводится от одномодовый световодный модулятор 1 по выходному световоду 4. Электрический сигнал S, который излучается чувствительным к давлению генератором 2 сигналов в результате воздействия давления P, подается по электрическому выходу 21, 22 давления -чувствительный генератор сигналов 2 к электрическому входу 11, 12 одномодового световодного модулятора 1.

С электрической точки зрения электрооптический модулятор представляет собой конденсатор емкостью приблизительно 50 пФ, с помощью которого пропускание света регулируется, т. е. модулируется путем приложения напряжения. Вход электрооптического модулятора имеет емкостное сопротивление и поэтому идеально подходит для подключения чувствительного к давлению генератора сигналов с высоким выходным импедансом.

Модулятор одномодового световода может быть предпочтительно выполнен в виде модулятора направленного ответвителя, в виде управляемого Y-разветвления или в виде модулятора Маха-Цендера. Такие компоненты известны сами по себе, ср. например, Baues, P. «Integrierte optische Richtkoppler», Elektronik-Anzeiger 9(1977), № 3, стр. 19-22; Сомех С., Гармир Э., Яриф А., Гарвин Х.Л., Ханспергер Р.Г.: «Направленные ответвители канальных оптических волноводов», Appl. физ. лат. 22 (1973), стр. 46-47; Папушон, М., Комбемаль, Ю., Матье, X., Островский, Д.Б., Рейбер, Л., Рой, А.М., Сежурн, Б., Вернер, В.: «Оптический направленный ответвитель с электрическим переключением», Cobra. заявл. физ. лат. 27 (1975), стр. 289-291; Шмидт, Р.В., Когельник, Х.: «Электрооптически переключаемый ответвитель со ступенчатым . DELTA..beta.-обращением с использованием Ti-диффузионных волноводов LiNbO 3 », Appl. физ. лат. 28 (1976) стр. 503-506; Когельник, Х., Шмидт, Р.В.: «Переключаемые направленные ответвители с чередованием .DELTA..beta», Trans. IEEE QE-12 (1976), стр. 396-401; Сасаки, Х., Де ла Рю, Р. М.: «Электрооптический модулятор/переключатель Y-перехода», Electronics Letters 12 (1976), стр. 459-460; Кейл, Р., Ауршахер, Ф.; «Волноводные модуляторы Маха-Цендера в Ti-диффузионном LiNbO 3 «, SFEB 9 (1980), № 1, стр. 26-31; Каминов, Дж. П.: «Модуляторы оптических волноводов», IEEE MTT-23 (1975), стр. 57-70; и Taylor, HF: «Оптическое переключение и модуляция в параллельных диэлектрических волноводах», I. Appl. физ. 44 (1973), стр. 3257-3262.

Генератор сигналов, чувствительных к давлению, может представлять собой, например, модулятор электрического напряжения или модулятор электрического тока. В соответствии с дальнейшим развитием изобретения генератор 2 сигналов может представлять собой акустоэлектрический преобразователь. В соответствии с дальнейшим развитием изобретения таким акустоэлектрическим преобразователем может быть преобразователь, работающий на пьезоэффекте.

Особенно выгодное применение электрооптического модулятора, сконструированного в соответствии с настоящим изобретением, предусматривает, что преобразователь, работающий на основе пьезоэффекта, представляет собой пьезомикрофон. Конструкция и способ работы пьезомикрофона сами по себе известны, см., например, Siemens-Zeitschrift 46 (19).72), № 4, с. 207-209, Мартин Э., Мюллер Э.: «ФернспрехПьезомикрофон Ц 71», ср. ИНЖИР. 2.

Такой компонент, работающий на основе пьезоэффекта, может быть изготовлен, как известно, из различных материалов, таких как, например, определенные виды керамики, фольги и т.п.

Однако принцип настоящего изобретения также позволяет акустоэлектрическому преобразователю быть преобразователем, работающим в соответствии с принципом магнитоэлектрического преобразования. Кроме того, согласно другому варианту развития изобретения акустоэлектрический преобразователь выполнен в виде электретного микрофона. Преимущественное дополнительное применение настоящего изобретения предусматривает, что генератор 2 сигналов представляет собой датчик давления для измерения сил динамического или статического давления.

В соответствии с еще одним преимущественным развитием изобретения предусмотрено, что трансформатор 1020 напряжения предусмотрен известным образом для согласования полных сопротивлений светоотражателя 1 и генератора сигналов 2. Этот трансформатор 1020 напряжения может, например, , быть сконструирован как трансформатор, работающий по электромагнитному принципу, ср. ИНЖИР. 2. Как также схематично показано на фиг. 2 посредством пары шунтов 7, 8, если согласование не требуется, трансформатор 1020 можно не устанавливать.

Входной световод 3 предпочтительно может быть выполнен как одномодовый световод. Дальнейшее предпочтительное развитие изобретения предусматривает использование выходного световода 4, выполненного в виде так называемого оптоволокна с толстой сердцевиной, для достижения низких потерь при передаче.

Как уже кратко изложено выше, на фиг. 2 схематично иллюстрирует принципиальную схему примерного варианта особенно выгодной возможности использования электрооптического модулятора, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, а именно в реализации электрооптического микрофона для телефонного аппарата, подключенного к центральному устройства только по световым волноводам. Как показано на чертеже, телефонный аппарат 6 подключен к коммутатору 5 по световодам 30 и 40. Коммутатор 5 известным образом содержит электронно-оптический преобразователь 530 для преобразования электрического входного сигнала мощности E в мощность света L и, соответственно, содержит оптоэлектрический преобразователь 540 для преобразования выходной мощности света L’ в сигнал выходной электрической мощности E’. подвергается акустическому давлению SD. Возникающий электрический сигнал S подается через электрический выход 201, 202 на электрический вход 101, 102 одномодового световодного модулятора 10. Одномодовый световодный модулятор 10 модулирует подаваемый на него сигнал L мощности света в выходной сигнал L мощности света. ‘ с помощью электрического сигнала S.

Модуляторы 1 и 10 одномодовых световых волноводов, показанные на ФИГ. 1 и 2, как отдельные компоненты, являются компонентами, известными сами по себе, как уже обсуждалось выше.

РИС. 2 показано, что электрооптический модулятор является компонентом телефонного аппарата 6, подключенного к коммутатору 5 по световодам 30, 40, и что телефонный аппарат 6 не имеет никакого электрического соединения с коммутатором 5, а также не имеет внешних внешних воздействий. блок питания какой нибудь.

В соответствии с выгодным дальнейшим развитием изобретения предусмотрено, что одномодовый световодный модулятор 10 вместе с генератором сигналов, чувствительным к акустическому давлению, например, микрофоном 20, пространственно размещен в переносном телефонном аппарате 7 6 (фиг. 3) и что входной световод и выходной световод проходят внутри шнура 3040 телефонного аппарата, который расположен между телефонным аппаратом 6 и ручным аппаратом 7. Как показано на фиг. 2, однако, одномодовый световодный модулятор 10 также может быть с успехом размещен внутри самого телефонного аппарата 6. Таким образом, электрический выход 202, 202 чувствительного к акустическому давлению генератора сигналов, а именно микрофона 20, подключается к электрическому входу 101, 102 одномодового световодного модулятора 10 обычным образом, а именно двумя электрическими проводниками, которые находятся в ручном наборе шнура. Такая компоновка особенно выгодна с точки зрения механической конструкции, экономии веса ручного устройства, реализации оптических соединений с светоотражателем, среди прочего.

Как уже объяснялось, трансформатор напряжения 1020 вставляется, при необходимости, между электрическим выходом чувствительного к давлению генератора сигналов и электрическим входом одномодового световодного модулятора с целью согласования импедансов двух компонентов модулятора. . Как известно, генерация света на входе габаритного устройства может происходить различными способами, например с помощью люминесцентных диодов, лазерных диодов или других лазеров любого желаемого типа.

РИС. 4 представлена ​​осциллограмма входного сигнала 80 и выходного сигнала 81 лабораторной установки для демонстрации работоспособности принципа изобретения. В дополнение к выгодному использованию электронно-оптического модулятора, сконструированного в соответствии с изобретением, в телефонном приборе, также даются выгодные возможности использования везде, где должны измеряться или контролироваться силы давления, и где выгодное свойство передачи сигнала следует использовать сигналы со светопроводимостью, а именно нечувствительность к электрическим или магнитным разрушающим воздействиям.

В соответствии с дальнейшим усовершенствованием изобретения общая емкость C ges этих устройств, как показано на фиг. 5, можно разделить на множество отдельных емкостей С, которые затем должны быть соединены между собой последовательно с целью согласования емкостей электрооптического модулятора и пьезомикрофона или, соответственно, электретного микрофона. Напряжение, возникающее на каждой отдельной емкости в результате звука, перемножается в соответствии с множеством отдельных емкостей.

Пьезомикрофон может состоять из керамики, например, ВИБРИТ, или из синтетической пьезопленки, например, ПВФ 2 . Используемые электреты также могут представлять собой синтетические пленки.

Возможность реализации разделения электродов показана на рис. 5. Круглая пластина из пьезо- или электретного материала МАТ снабжена треугольными электродами EL или, соответственно, EL’ на верхней и нижней поверхностях. Электроды сужаются к центру пластины и, как указано, соединены последовательно.

Последовательное соединение электродов само по себе известно. Например, то же самое раскрыто в немецком патенте No. № 2314420 в отношении пьезоэлектрического ключа.

Хотя мы описали наше изобретение со ссылкой на его конкретные иллюстративные варианты осуществления, специалистам в данной области техники могут быть очевидны многие изменения и модификации изобретения без отклонения от сущности и объема изобретения. Поэтому мы намерены включить в патент, гарантированный настоящим документом, все такие изменения и модификации, которые могут разумно и должным образом быть включены в объем нашего вклада в данную область техники.