kretsdesign av ultraljudssändande givare

När det gäller ultraljudsgivare är sändnings- och mottagningskretsar för ultraljud anordningar för omvandling av elektrisk energi och akustisk energi. I allmänhet har ultraljudsgivaren låg elektromekanisk energieffektivitet, vilket allvarligt påverkar ultraljudsgivarens arbetsavstånd. För att lösa detta problem är det inte tillräckligt att bara överväga att förbättra den mekaniska strukturen och akustiska egenskaperna hos givaren. Det är också nödvändigt att optimera utformningen av givarens sändnings- och mottagningskretsar för att förbättra den effektiva sändningseffekten hos ultraljudsgeneratorn och ultraljudsmottagaren. Signal-brusförhållande. Utformningen av ultraljudssändningskretsen är sammansatt av en ultraljudssändningskrets och en ultraljudsgivare . Ultraljudssändningskretsar (även kallade drivkraftkällor) kan klassificeras i två typer: oscillations-förstärkningstyp och invertertyp enligt deras arbetsprinciper. För ultraljudsgivare med medelhög och liten effekt och låg frekvens, använd i allmänhet en oscillerande-förstärkt drivkraftkälla och använd dess excitationsoscillator för att justera givarens arbetsfrekvens över ett brett frekvensområde. De olika komponenterna i drivenhetens strömförsörjning beskrivs nedan.

Arbetsprincipen för push-pull-omvandlaren är att ett stort antal ultraljudsavståndsmätningssensorer används för att driva strömförsörjningen, och effektförstärkningssteget består av en MOS-rör push-pull-omvandlare. Push-pull-omvandlaren använder en pulstransformator med ett mittuttag som utgångssteg för att öka drivkretsens utspänningsamplitud och därigenom öka givarens sändningseffekt. Kännetecknet för kretsen är att när det inte finns någon excitationssignal (strobesignalen är låg nivå), är viloströmmen för de två MOS-effektrören noll; när det finns signalexcitering fungerar de två MOS-rören växelvis och de utgående halvvågssignalerna kombineras. Bilda en komplett vågform. I kretsen är det integrerade chippet en dubbelkanalig TTL/MOS-gränssnittskrets (dubbel NAND-grind) för nivåförskjutning för att styra dräneringsströmmen för MOS-transistorn; R:ultraljudslufthastighetssensor är ett strömbegränsande motstånd för att begränsa MOS-maximal dräneringsström för röret för att undvika överdriven transient strömstöt i MOS-röret; XRC är en gren som består av en kondensator och ett motstånd för att förhindra passage av en DC-spänning för att förhindra att MOS-transistorn alltid är på, och samtidigt utgör Rc en spänningsdelningskrets för att bestämma storleken på MOSFET-gate-drain-spänningen Vcs och arbetscykeln är koefficienten Dmax för MOS-rörets fyrkantvågsutgångssignal. Den externa förspänningsströmresistansen är 100-200 kSz. Ultraljudssensorn har ett arbetsavstånd på 30 m och en resonansfrekvens på 30 kHz. Topp-till-topp-värdet för utspänningen från drivkraftkällan är mindre än 400 Vpp. Detta ämne kräver att ultraljudssensorns arbetsavstånd är större än 30m, och kretsdesignen är utformad enligt analogimetoden.

 För att göra ultraljudssensorns arbetsavstånd större än 30m, bör resonansfrekvensen vara lägre än 30kHz (inställd på 24,5 kHz), I MOS-rör push-pull-omvandlaren, oavsett om det är MOS-rör eller MOS-rör Q: ledning, indikerar den gemensamma källkretsmodellen att N är transformatorns ekvivalenta belastning och R är transformatorns belastning. Eftersom transformatorn inte kan uppfylla de tre villkoren för den ideala transformatorn, är det mer realistiskt att studera energiöverföringsproblemet för push-pull-omvandlaren med fullfelstransformatormodellen. När inspänningen för MOS-transistorn Vcs = Vc - vs är större än dess startspänning, och kanalen för MOS-transistorn kläms av, stiger Vns, dräneringen av MOS-transistorn v, och den fullkopplade transformatormodellens ström tenderar att bli mättad. När du går in i området med konstant ström ändras det knappast med förändringen av vDS, och dess utimpedans är ett stort värde. Kretsens utgångsbelastning bestäms endast av coL, NZ . Därför är belastningsimpedansen R för MOS-transistorn QI eller Q.

Om man antar att den maximala källspänningen för MOS-transistorn är Vcs och den maximala driftström-ID är konstant, då med hänsyn till omvandlarens uteffekt och rörförbrukning,givarens avståndssensorkrets väljer lämpligt pulstransformatorförhållande N, passerar genom MOS-rörkurvans varistorregion och Vid kopplingspunkten för området med konstant ström kan den optimala belastningskurvan AB erhållas eftersom när skärningspunkten mellan lastlinjen och ID-VD'-kurvan är placerad till höger om gränspunkten B mellan den variabla resistansregionen och den konstanta strömledningen, t.ex. källan till MOS-effekttransistorn (beroende på lutningen för den linjära OC, kDSC och rörspänningsfallet kommer att öka, vilket ökar effektförbrukningen för MOS-transistorn och minskar uteffekten från omvandlaren; När belastningslinjen är under AB-linjen, såsom AD-linjen, eftersom arbetspunkten D inte är i området med konstant ström, är utgångsimpedansen för MOS-transistorn MOS-transistorn och transistorns utgångsimpedans. inte utgöra en strömkälla som kontrolleras av Vcs.