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有偿求助超声波换能器发射电路 |
| 作者：sambie 栏目：电路欣赏 |
请教各位高手，我有一个40KHZ，阻抗为1.5K的超声波换能器，要设计一个可靠的发射电路。要求是产生一个40Khz的方波或正玄波，经功率放大和阻抗匹配后输出给换能器。输出信号峰－峰值要达到55V，功率5－10W。换能器是容性负载，需要匹配一个6～8mH 的电感。输入电压为5V 或者9V. 请各位大侠不吝赐教提供方案或电路图。本人诚心请教，会尽可能回报于您。感激不尽。 |
| 2楼： | >>参与讨论 |
| 作者： sambie 于 2005/11/17 17:33:00 发布：
有高手回应吗？ |
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| 3楼： | >>参与讨论 |
| 作者： davidlin 于 2005/11/18 2:07:00 发布：
40kHZ超声波发射电路 集(7PCS)        40kHZ超声波发射电路(1) 40kHZ超声波发射电路之一，由F1~F3三门振荡器在F3的输出为40kHZ方波，工作频率主要由C1、R1和RP决定，用RP可调电阻来调节频率。 F3的输出激励换能器T40-16的一端和反向器F4，F4输出激励换能器T40-16的另一端，因此，加入F4使激励电压提高了一倍。电容C3、C2平衡F3和F4的输出，使波形稳定。电路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中的四个反向器，剩余两个不用（输入端应接地）。电源用9V叠层电池。测量F3输出频率应为40kHZ±2kHZ，否则应调节RP。发射超声波信号大于8m。 40kHZ超声波发射电路(2) 40kHZ超声波发射电路之二，电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器，振荡频率等于超声波换能器T40-16的共振频率。T40-16是反馈耦合元件，对于电路来说又是输出换能器。T40-16两端的振荡波形近似于方波，电压振幅接近电源电压。S是电源开关，按一下S，便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号。电路工作电压9V，工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。电路不需调试即可工作。 40kHZ超声波发射电路(3) 40kHZ超声波发射电路之三，由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器。电路的振荡频率决定于反馈元件的T40-16，其谐振频率为40kHZ±2kHZ。频率稳定性好，不需作任何调整，并由T40-16作为换能器发出40kHZ的超声波信号。电感L1与电容C2调谐在40kHZ起作谐振作用。本电路适应电压较宽（3~12V），且频率不变。电感采用固定式，电感量5.1mH。整机工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。 40kHZ超声波发射电路(4) 40kHZ超声波发射电路之四，它主要由四与非门电路CC4011完成振荡及驱动功能，通过超声换能器T40-16辐射出超声波去控制接收机。其中门YF1与门YF2组成可控振荡器，当S按下时，振荡器起振，调整RP改变振荡频率，应为40kHZ。振荡信号分别控制由YF4、YF3组成的差相驱动器工作，当YF3输出高电平时，YF4一定输出低电平；YF3输出低电平时，YF4输出高电平。此电平控制T40-16换能器发出40kHZ超声波。电路中YF1~YF4采用高速CMOS电路74HC00四与非门电路，该电路特点是输出驱动电流大（大于15mA），效率高等。电路工作电压9V，工作电流大于35mA，发射超声波信号大于10m。 40kHZ超声波发射电路(5) 40kHZ超声波发射电路之五，由LM555时基电路及外围元件构成40kHZ多谐振荡器电路，调节电阻器RP阻值，可以改变振荡频率。由LM555第3脚输出端驱动超声波换能器T40-16，使之发射出超声波信号。电路简单易制。电路工作电压9V，工作电流40~50MA。发射超声波信号大于8m。LM555可用NE555直接替代，效果一样。 双稳态超声波接收机电路 由于单稳态接收机无记忆功能，所以不能用在家用电器的开与关中，适用面不宽。是一种双稳态超声波接收机电路，它的前级电路同图2-186电路完全一样，只是执行电路不同。 电路中，由VT5、VT6及相关辅助元件构成双稳态电路，当VT4每导通一次（发射机工作一次），触发信号经C7、C8向双稳电路送进一个触发脉冲，VT5、VT6状态翻转一次，当VT6从截止状态转变成导通状态时，VD5截止，VT7截止，继电器K释放； 当再来一个触发信号时，VT6由导通转变为截止状态，VD5导通，VT7导通，继电器K吸合......由于增加了双稳电路，使之用于电灯、电扇、电视等电器遥控成为现实。调试时，在a点与+6V（电源）之间用导线快速短路一下后松开，继电器应吸合（或释放），再短路一下松开，继电器应释放（或吸合），如果继电器无反应，请检查双稳电路元件焊接质量和元件参数。一般情况下一次即可成功。 单稳式超声波接收器电路 单稳式超声波接收器电路原理图，超声波换能器R40-16谐振频率为40kHZ，经R40-16选频后，将40kHZ以外的干扰信号衰减，只有谐振于40kHZ的有用信号（发射机信号）送入VT1~VT3组成的高通放大器放大，经C5、VD1检出直流分量，控制VT4、VT5组成的电子开关带动继电器K工作。由于该电路仅作单路信号放大，当发射机每发射一次超声波信号时，接收机的继电器吸合一次（吸合时间同发射机发射信号时间相同），无记忆保持功能。可用作无线遥控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等。电路中VT1β≥200，VT2β≥150，其他元件自定。电路不需调试即可工作。如灵敏度和抗干扰不够，可检查三极管的β值与电容C4的容量是否偏差太大。经实测，配合相应的发射机，遥控距离可达8m以上。在室内因墙壁反射，故没有方向性。电路工作电压3V，静态电流小于10mA。 * - 本贴最后修改时间：2005-11-18 2:08:45 修改者：davidlin 浩惠电子论坛 www.hheet.com/bbs |
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| 4楼： | >>参与讨论 |
| 作者： sambie 于 2005/11/18 22:09:00 发布：
Thank David ，这些电路 我在网上见过，我想请教的是，可以直接在这些电路后面接运放将信号放大为55VP－P，再接一个小功率功放吗？如果可以，有哪些运放和功放（负载为1。5K）可供选用？Any advices are appreciated. |
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| 5楼： | >>参与讨论 |
| 作者： davidlin 于 2005/11/18 23:55:00 发布：
re:电路后面 电路后面?发射还是接收？55Vpp太高啦，用三极管吧 |
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| 6楼： | >>参与讨论 |
| 作者： tclg 于 2005/11/19 22:04:00 发布：
其实很简单 用UC3845做一个80K振荡器,1脚1K电阻接8脚,2,3脚接地,6脚输出40K,占空比0.5的方波,再接一22欧电阻驱动一个IRF640,640的D极接超声波探头负,探头正接55V正,之间再串个电感或是其他什么阻抗匹配的就随便你了 |
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| 7楼： | >>参与讨论 |
| 作者： sambie 于 2005/11/22 22:48:00 发布：
谢谢 David 和 tclg. 请问 tclg，能否告知你的email？ 希望更进一步联系。我的是 bie_csh@yahoo.com.cn. |
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| 8楼： | >>参与讨论 |
| 作者： mgl_mcu 于 2005/11/28 13:43:00 发布：
我有 不是是曾用于收发一体 |
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| 9楼： | >>参与讨论 |
| 作者： sambie 于 2005/11/28 17:59:00 发布：
能否进一步联系，我正需要这样的电路， 我的email是 bie_csh@yahoo.com.cn |
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| 10楼： | >>参与讨论 |
| 作者： btao 于 2006/1/31 10:39:00 发布：
我没搞明白这个正反馈的震荡电路是怎末工作的？ 图中由VT1和VT2组成的振荡电路是如何振荡的？请大侠给讲一下。 * - 本贴最后修改时间：2006-1-31 10:40:57 修改者：btao
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| 11楼： | >>参与讨论 |
| 作者： btao 于 2006/2/1 1:15:00 发布：
多谢tyw前辈的回答，我还是没搞懂 多谢tyw前辈的回答，我还是没搞懂 超声波换能器等效成的电容构成正反馈这我知道，但我没看出如何振荡的。 上电时，电源通过R2、VT1的be结对等效电容充电，此时VT1导通，VT2截止，VT2的C极输出高，对VT1的B极形成正反馈，等效电容充电。 当等效电容充电完毕，VT1截止，VT2导通，VT2的C极输出低，等效电容通过VT2的CE极、VD1放电，由于VD1的存在，VT1的基极为-0.7V,使VT1可靠截止。等效电容放电完毕，VT2的C极仍输出低，并停止在这种状态。 以上是我的理解。 |
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| 12楼： | >>参与讨论 |
| 作者： tyw 于 2006/2/1 10:01:00 发布：
你忘了换能器的另一特性 压电陶瓷换能器的原理是：当对这种陶瓷片施加压力或拉力，它的两端会产生极性相反的电荷，通过回路而形成电流。这种效应称为压电效应。 换能器在充电过程中使背极金属片产生了纵向位移(即振动),这个振动力使之产生压电效应.VT1再次导通的能量就是由这个压电效应提供的.当然这个过程是逐步扩大建立的.用示波器可清楚地看到这一逐步扩大建立过程. 其实压电效应远不是几句话可讲清楚的.搞应用的没功夫去钻得那么深,那是搞材料的人的事,不要抢了人家的跑道哦. 少蕊,瘦鸡末电了.俺要关鸡拉. ( 徽式e文,哈哈,是俺厂里的大狗教的)  * - 本贴最后修改时间：2006-2-1 10:05:39 修改者：tyw |
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| 13楼： | >>参与讨论 |
| 作者： btao 于 2006/2/1 21:04:00 发布：
哈哈哈，tyw前辈的回答很酷 哈哈，tyw前辈的回答很酷。 你要这么说我也没辄啦。 但我记得我以前看过的正反馈振荡电路就是直接在换能器的位置上用的电容。我当时就没想明白是怎么振的…… |
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| 14楼： | >>参与讨论 |
| 作者： tyw 于 2006/2/2 9:38:00 发布：
继续搞脑筋 "等效电容放电完毕，VT2的C极仍输出低，并停止在这种状态。" 看似电路被锁住了,其实等效电容放电到低于0.6v时又可以通过VT2的负载电阻R2重新充电,进入第二个循环(R2此时有二个分叉电流,一股是VT2的导通电流,另一股流向等效电容.这也就是换成普通电容能起振的原因.)  * - 本贴最后修改时间：2006-2-2 9:53:09 修改者：tyw |
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| 15楼： | >>参与讨论 |
| 作者： btao 于 2006/2/2 19:55:00 发布：
怎么可能？ 怎么可能？？？ 等效电容放电到低于0.6v时，VT2的C极仍输出低，R2和等效电容的连接点就是VT2的C极，此点已被拉低，还冲什么电？ |
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| 16楼： | >>参与讨论 |
| 作者： tyw 于 2006/2/4 12:22:00 发布：
但确实是充电了 红游标处指示VT2=0.69V,随后又渐渐升高.(VT2其实是一个动态电阻) 电容的另一端比0.69v更低(见图上红游标处的绿色波形)  * - 本贴最后修改时间：2006-2-11 16:27:47 修改者：tyw
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| 17楼： | >>参与讨论 |
| 作者： btao 于 2006/2/7 21:36:00 发布：
好几天没来啦 谢谢tyw前辈的讨论. |
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