Как построить схему, которая позволяет пьезопреобразователю действовать как передатчик и приемник

Я студент и в настоящее время работаю над проектом, в котором мне нужен пьезопреобразователь, который будет действовать как передатчик и приемник. Мне трудно построить схему, в которой импульс может быть передан на пьезоэлемент, а затем передающая сторона изолирована, чтобы можно было получить и обработать полученный импульс на преобразователе. На данный момент моя схема состоит из импульсного генератора, который выдает прямоугольные импульсы 5 В на частоте 1,1 МГц с программируемым количеством циклов.

Проведя некоторое исследование, я наткнулся на MD0100, который представляет собой переключатель T/R с защитой от высокого напряжения. Доступ к техническому паспорту можно получить по ссылке ниже:

https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/MD0100-Single-and-Dual-Channel%20High-Voltage-Protection-TR-Switch-Data-Sheet-20005738A.pdf

Я думал, что этот переключатель будет работать для того, чего я пытаюсь достичь. На данный момент моя схема выглядит примерно так, как показано на схеме ниже.Схема текущей цепи T / R

Проблема, с которой я столкнулся с этим переключателем, заключается в том, что как только я подключаю свой импульсный генератор к приведенной выше схеме, он изначально выглядит следующим образом:Выход передатчика

Стать вырубленным и выглядеть вот так:Выход передатчика при подключении к MD0100

Мой импульсный генератор ограничен амплитудой 5В. Тем не менее, используя настольный генератор сигналов, я изменял амплитуду прямоугольных сигналов, чтобы убедиться, что проблема та же самая. Как только амплитуда прямоугольного сигнала была установлена ​​на 6 В или выше, все выглядело нормально, как показано ниже:Прямоугольный импульс 6 В

Когда прямоугольные волны, указанные выше, были применены к пьезоэлементу, полученный сигнал был получен в приемнике и выглядел хорошо:Принят пьезосигнал при подаче импульса прямоугольной формы 6 В

Поскольку мой импульсный генератор ограничен амплитудой 5 В, либо мне нужно найти способ решить проблему с MD0100, почему он разрушает мои импульсы с амплитудой 5 В, либо мне нужно построить альтернативную схему T / R. Есть ли у кого-нибудь предложения относительно того, что мне делать, или может порекомендовать альтернативную простую схему, которую я мог бы построить вместо этого? Спасибо.

Казалось бы, ваш передатчик слишком слаб, чтобы преодолеть сопротивление в 15 Ом, представленное переключателем. Драйвер передатчика с более низким импедансом может помочь. Было бы также полезно, если бы ваш передатчик был способен работать с большим напряжением.

Ответы (2)

Вот схема, которая может помочь в адаптации к вашему датчику... Она использовалась для датчика 40 кГц.

Напряжение драйвера можно изменить и настроить (или не настроить) коэффициент трансформации.введите описание изображения здесь

Простой переключатель T / R, где вам нужна цепь приемника с низким уровнем шума:

схематический

Некоторые правила:

  • D1 и D2 должны выдерживать пиковый ток передачи и быть быстрыми диодами. В зависимости от тока, протекающего через диоды, вы можете получить сигнал 1Vp. Это уменьшит сигнал возбуждения преобразователя на это падение напряжения, которое обычно не является проблемой при работе с напряжением более 10 В.
  • R1, D3, D4 могут не понадобиться. Используйте только в том случае, если напряжение на D1 и D2 слишком велико для входа вашего приемника. D3 и D4 могут быть 1N4148 или эквивалентными, так как ток небольшой. Эта комбинация увидит от 0,5 до 0,6 Впик на D3 и D4.
  • В течение периода приема усилитель мощности должен закорачивать первичную обмотку трансформатора, чтобы выходное сопротивление было низким. При использовании Н-моста включите нижние транзисторы в период приема. Это также обеспечивает правильный запуск схемы подкачки заряда в большинстве полумостовых драйверов. Это также снизит уровень шума от других схем, поскольку обмотки трансформатора имеют емкостную связь (обычно несколько пФ).
  • Резистор смещения для вашего предварительного усилителя (не показан, но будет подключен к D4) должен быть как можно выше, если это широкополосная конструкция с низким уровнем шума. Резистор смещения высокого номинала (в зависимости от импеданса преобразователя, от 100 кОм до 10 МОм) уменьшит шум на низкочастотном конце. Это предполагает использование какого-либо входного усилителя на полевых транзисторах, который будет иметь отличный токовый шум (около 15 ф А / ЧАС г ) и довольно хороший шум входного напряжения (около 4 н В / ЧАС г ). Конечно, когда вы попадаете в мегаомную область, сопротивление диода в выключенном состоянии будет около 5 МОм.
Как построить схему, которая позволяет пьезопреобразователю действовать как передатчик и приемник
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v