návrh obvodu ultrazvukového vysílacího měniče

Pokud jde o ultrazvukové měniče, ultrazvukové vysílací a přijímací obvody jsou zařízení pro přeměnu elektrické energie a akustické energie. Obecně má ultrazvukový měnič nízkou elektromechanickou energetickou účinnost, která vážně ovlivňuje pracovní vzdálenost ultrazvukového měniče. K vyřešení tohoto problému nestačí uvažovat pouze o zlepšení mechanické struktury a akustických charakteristik měniče. Je také nutné optimalizovat návrh vysílacích a přijímacích obvodů převodníku, aby se zlepšil efektivní vysílací výkon ultrazvukového generátoru a ultrazvukového přijímače. Poměr signálu k šumu. Konstrukce ultrazvukového vysílacího obvodu je složena z ultrazvukového vysílacího obvodu a an ultrazvukový měnič . Ultrazvukové vysílací obvody (také nazývané napájecí zdroje) lze podle principu jejich činnosti rozdělit do dvou typů: oscilačně-zesilovací typ a invertorový typ. Pro ultrazvukové měniče se středním a malým výkonem a nízkou frekvencí obecně použijte oscilačně zesílený napájecí zdroj a použijte jeho excitační oscilátor k nastavení pracovní frekvence měniče v širokém frekvenčním rozsahu. Níže jsou popsány různé součásti napájecího zdroje měniče.

Princip činnosti push-pull měniče spočívá v tom, že velké množství K pohonu napájecího zdroje se používají ultrazvukové senzory pro měření vzdálenosti a výkonový zesilovací stupeň se skládá z MOS trubkového push-pull převodníku. Push-pull převodník používá jako výstupní stupeň pulzní transformátor se střední odbočkou ke zvýšení amplitudy výstupního napětí budícího obvodu, čímž se zvýší vysílací výkon převodníku. Charakteristikou obvodu je, že když není k dispozici žádný budicí signál (zábleskový signál je nízké úrovně), klidový proud dvou výkonových elektronek MOS je nulový; při buzení signálu pracují dvě MOS elektronky střídavě a výstupní půlvlnné signály se spojují. Vytvořte úplný tvar vlny. V obvodu je integrovaný čip dvoukanálový obvod rozhraní TTL/MOS (dvojité hradlo NAND) pro posouvání úrovně pro řízení odběrového proudu tranzistoru MOS; R:ultrazvukový snímač rychlosti vzduchu je proud omezující odpor pro omezení maximálního odběrového proudu MOS trubice, aby se zabránilo nadměrnému přechodovému proudovému rázu v trubici MOS; XRC je větev složená z kondenzátoru a rezistoru pro zamezení průchodu stejnosměrného napětí, aby se zabránilo tomu, že tranzistor MOS byl stále zapnutý, a zároveň Rc tvoří obvod pro dělení napětí pro určení velikosti napětí Vcs hradla-odvod MOSFET a pracovní cyklus je koeficient Dmax výstupního signálu obdélníkové vlny MOS trubice. Odpor vnějšího předpětí je 100-200 kSz. Ultrazvukový snímač má pracovní vzdálenost 30 m a rezonanční frekvenci 30 kHz. Špičková hodnota výstupního napětí napájecího zdroje je menší než 400 Vpp. Toto téma vyžaduje, aby pracovní vzdálenost ultrazvukového snímače byla větší než 30 m a návrh obvodu byl navržen podle analogické metody.

 Aby byla pracovní vzdálenost ultrazvukového snímače větší než 30 m, rezonanční frekvence by měla být nižší než 30 kHz (nastavena na 24,5 kHz), V MOS elektronkovém push-pull převodníku, ať už se jedná o MOS elektronku nebo MOS elektronku Q: vedení, model běžného zdrojového obvodu udává, že N je poměr transformátoru a R je ekvivalentní zatížení transformátoru. Protože transformátor nemůže splnit tři podmínky ideálního transformátoru, je realističtější studovat problém přenosu energie push-pull měniče s modelem transformátoru s plnou poruchou. Když je vstupní napětí tranzistoru MOS Vcs = Vc - vs větší než jeho spínací napětí a kanál tranzistoru MOS je sevřený, Vns stoupá, odběr tranzistoru MOS v a proud modelu plně vázaného transformátoru má tendenci být nasycen. Při vstupu do oblasti konstantního proudu se se změnou vDS téměř nemění a jeho výstupní impedance je velká hodnota. Výstupní zatížení obvodu je určeno pouze coL, NZ . Proto zátěžová impedance R MOS tranzistoru QI nebo Q.

Za předpokladu, že maximální zdrojové napětí tranzistoru MOS je Vcs a maximální provozní proud ID je konstantní, pak vezmeme v úvahu výstupní výkon převodníku a spotřebu elektronky,obvod snímače vzdálenosti volí vhodný poměr pulzního transformátoru N, prochází oblastí varistoru MOS trubice a V bodě přechodu oblasti konstantního proudu lze získat optimální křivku zatížení AB, protože když je průsečík zatěžovací čáry a křivky ID-VD' umístěn napravo od hraničního bodu B mezi oblastí proměnlivého odporu a oblastí konstantního proudu, jako je například střídavý proud mezi zdrojem střídavého proudu a impedancem napájecího vedení D, impedance MOS. (v závislosti na strmosti lineárního OC se zvýší kDSC a pokles napětí elektronky, čímž se zvýší spotřeba energie tranzistoru MOS a sníží se výstupní výkon převodníku; Když je čára zátěže pod čárou AB, jako je čára AD, protože pracovní bod D není v oblasti konstantního proudu, výstupní impedance rn tranzistoru MOS je řízena zdrojem VMOS transistoru a nepředstavuje zdroj proudu MOS.