схема ультразвукового передавального перетворювача

Що стосується ультразвукових перетворювачів, ультразвукові передавальні та приймальні схеми є пристроями для перетворення електричної енергії та акустичної енергії. Як правило, ультразвуковий перетворювач має низьку електромеханічну енергоефективність, що серйозно впливає на робочу відстань ультразвукового перетворювача. Щоб вирішити цю проблему, недостатньо розглянути лише вдосконалення механічної структури та акустичних характеристик перетворювача. Також необхідно оптимізувати конструкцію передавального та приймального контурів перетворювача для підвищення ефективної потужності передачі ультразвукового генератора та ультразвукового приймача. Співвідношення сигнал/шум. Конструкція ланцюга передачі ультразвуку складається з ланцюга передачі ультразвуку та ан ультразвуковий перетворювач . Контури ультразвукової передачі (також звані джерелами живлення) можна класифікувати на два типи: тип підсилення коливань і тип інвертора відповідно до їх принципів роботи. Для ультразвукових перетворювачів із середньою та малою потужністю та низькою частотою зазвичай використовують джерело живлення з коливальним підсиленням і використовують його генератор збудження для регулювання робочої частоти перетворювача в широкому діапазоні частот. Різні компоненти джерела живлення приводу описані нижче.

Принцип роботи двотактного перетворювача полягає в тому, що велика кількість Ультразвукові датчики вимірювання відстані використовуються для керування джерелом живлення, а каскад підсилення потужності складається з МОП-лампи двотактного перетворювача. Двухтактний перетворювач використовує імпульсний трансформатор із центральним відведенням як вихідний каскад для збільшення амплітуди вихідної напруги схеми керування, тим самим збільшуючи потужність передачі перетворювача. Характеристика схеми полягає в тому, що коли немає сигналу збудження (низький рівень стробоскопічного сигналу), струм спокою двох силових трубок MOS дорівнює нулю; коли є збудження сигналу, дві трубки MOS працюють по черзі, а вихідні напівхвилі сигналів об'єднуються. Сформуйте повну форму сигналу. У схемі вбудована мікросхема є двоканальною схемою інтерфейсу TTL/MOS (подвійний затвор NAND) для зсуву рівня для керування струмом стоку MOS-транзистора; Р:ультразвуковий датчик швидкості повітря є струмообмежувальним резистором для обмеження максимального струму стоку MOS трубки, щоб уникнути надмірного перехідного струму трубки MOS; XRC — це відгалуження, що складається з конденсатора та резистора для заборони проходження напруги постійного струму, щоб МОП-транзистор не був постійно увімкненим, і в той же час Rc утворює схему поділу напруги для визначення величини напруги затвор-сток MOSFET Vcs, а робочий цикл — це коефіцієнт Dmax вихідного прямокутного сигналу МОП-лампи. Опір зовнішнього струму зміщення 100-200 кСз. Ультразвуковий датчик має робочу відстань 30 м і резонансну частоту 30 кГц. Амплітудне значення вихідної напруги провідного джерела живлення менше ніж 400 Vpp. Ця тема вимагає, щоб робоча відстань ультразвукового датчика перевищувала 30 м, а схема розроблена відповідно до методу аналогії.

 Для того, щоб робоча відстань ультразвукового датчика перевищувала 30 м, резонансна частота має бути нижчою за 30 кГц (налаштована на 24,5 кГц). У МОП-трубці двотактному перетворювачі, будь то МОП-трубка або МОП-трубка Q: провідність, загальна модель схеми джерела вказує, що N — це коефіцієнт трансформації, а R — еквівалентне навантаження трансформатора. Оскільки трансформатор не може відповідати трьом умовам ідеального трансформатора, реалістичніше вивчити проблему передачі енергії двотактного перетворювача з моделлю трансформатора з повною несправністю. Коли вхідна напруга МОП-транзистора Vcs = Vc - vs перевищує його напругу вмикання, і канал МОП-транзистора перекривається, Vns зростає, стік МОП-транзистора v, і струм моделі трансформатора з повним зв’язком має тенденцію до насичення. Входячи в область постійного струму, він майже не змінюється зі зміною vDS, а його вихідний опір має велике значення. Вихідне навантаження схеми визначається лише coL, NZ. Отже, опір навантаження R МОП-транзистора QI або Q.

Припускаючи, що максимальна напруга джерела МОП-транзистора дорівнює Vcs, а максимальний робочий струм ID постійний, тоді враховуючи вихідну потужність перетворювача та споживання лампи,ланцюг датчика відстані вибирає відповідний імпульсний трансформатор N, проходить через область варистора кривої трубки MOS і в точці з’єднання області постійного струму можна отримати оптимальну криву навантаження AB, тому що коли перетин лінії навантаження та кривої ID-VD' знаходиться праворуч від граничної точки B між областю змінного опору та областю постійного струму, наприклад лінією змінного струму, опір rDs між стоком і джерело силового МОП-транзистора (залежно від нахилу лінійного OC, kDSC і падіння напруги на лампі збільшуватимуться, тим самим збільшуючи споживання енергії МОП-транзистора та зменшуючи вихідну потужність перетворювача; коли лінія навантаження знаходиться нижче лінії АВ, наприклад лінія AD, оскільки робоча точка D не знаходиться в області постійного струму, вихідний опір rn МОП-транзистора є змінним, а МОП-транзистор не є джерелом струму, керованим Vcs.