변환기는 외부 원주를 따라 탄성 지지대에 부착된 바이모프 압전세라믹 디스크를 기반으로 합니다. 알루미늄 호일로 제작된 원뿔형 공진기를 디스크 중앙에 접착해 에너지 변환 효율을 높이고, 접지된 금속 케이스는 컨버터를 전기적 노이즈로부터 보호합니다.

무화과에. 2는 입력 저항 |Zp|의 모듈 주파수에 대한 의존성을 보여줍니다. 부하 저항 Rн->oo를 갖는 변환기의 감도 uxx. 입력 임피던스 모듈에는 두 가지 극단값이 있습니다. 주파수 fmi - 입력 임피던스의 최소값, 주파수 fa(반공진 주파수) - 입력 임피던스의 최대값. 감도는 반공진 주파수 fa에 가까운 주파수에서 하나의 최대값을 갖는다.

Pic.2

주파수 fmi와 fv 사이의 간격은 평균적으로 약 2kHz입니다. 부하 저항 Rn이 감소하면 변환기의 감도가 최대가 되는 주파수가 감소하여 한계에서 Rn -> 0에서 fmi가 되는 경향이 있습니다.

압전 세라믹은 특성의 비선형성으로 인해 입력 전압이 증가함에 따라 공진 주파수 fmi가 다소 감소하고 동시에 입력 저항도 증가합니다. 그림 3은 공진 주파수 fmi와 입력 저항 계수 |Zp|의 공진 값 측면에서 변환기의 진폭 특성을 보여줍니다.

Pic.3

컨버터에 공급되는 전압이 공진 주파수에서 5V를 초과하면 돌이킬 수 없는 변화가 발생할 수 있습니다.

변환기의 지향성 패턴은 단일 로브이며 너비가 약 30 ° (최대에서 0,7 수준)

변환기 중 하나가 이미터이고 다른 하나가 수신기인 경우 이 쌍은 이미터의 fmi와 수신기의 fmp가 서로 가까워지도록 선택해야 합니다. 이 주파수의 개별 값은 변환기 여권에 표시됩니다.

한 쌍의 이미 터 - 수신기를 충분히 신중하게 선택하고 수신기의 높은 부하 저항 (예 : 100kOhm 이상)을 사용하면 커패시턴스의 션트 효과를 제거하여 수신 경로의 감도를 크게 높일 수 있습니다. Cin 변환기의. 이를 위해 코일은 변환기에 병렬로 연결되며 인덕턴스 LK는 다음 공식으로 계산됩니다.

여기서 Co=0,8 St. 커패시턴스 Cm은 1000Hz와 같은 낮은 주파수에서 측정됩니다. 일반적으로 fa 및 Co의 특정 값에 따라 인덕턴스 LK의 값은 1140 ± 40pF이며 15-20mH 범위에 있습니다.

에코 사운더에서 동일한 변환기가 송신 및 수신 모드에서 교대로 작동하는 경우 낮은 임피던스 입력(1kOhm 이하)의 직접 증폭기 경로를 사용하는 것이 좋습니다. 이 경우 공진 주파수 fmn과 fmp는 서로 가까울 것입니다.

MUP-1 변환기를 사용하는 가정용 장비 (수신기, 테이프 레코더, TV, 조명 장치)의 원격 제어 장치의 수신기 및 송신기의 개략도가 그림 4에 나와 있습니다. 5 및 그림. 4 송신기는 디지털 집적 회로(그림 4, a) 또는 트랜지스터(그림 XNUMX, b)에서 만들 수 있습니다.

Pic.4

송신기의 첫 번째 버전에서 마스터 발진기는 요소 D1.1 및 D1.2이고 버퍼 단계는 요소 D1.3에서 만들어집니다. 송신기의 트랜지스터 버전에서 발전기는 다중 진동기 회로(트랜지스터 V1, V2)에 따라 조립되고 출력 단계는 트랜지스터 V3을 기반으로 합니다. 송신기의 필요한 작동 주파수는 튜닝 저항 R1(그림 4, a)을 사용하거나 저항 R2 및 R3(그림 4, b)을 선택하여 설정됩니다. 작동 중에 발전기를 조정할 수 있도록 하기 위해 이 저항기 중 하나를 저항이 3kΩ이고 가변 저항이 5kΩ인 상수와 직렬로 연결된 두 개로 교체하는 것이 좋습니다. 송신기 설정은 발전기 주파수를 변환기에 표시된 주파수 fmi와 동일하게 설정하는 것으로 구성됩니다. 여권

주파수 미터가 없을 경우 변환기의 최대 출력에 따라 설정할 수 있습니다. 이를 위해 15 ... 20cm 거리의 ​​변환기-방사기 앞에 원격 제어 시스템에 사용될 변환기-수신기가 설치되고 AC 전압계가 연결되고 송신기는 조정, 수신 변환기의 출력에서 ​​최대 신호 달성

수신기 회로는 그림 5에 나와 있습니다. A1 칩의 증폭기, 다이오드 감지기 V1, V2, D1 칩의 단일 진동기 및 트리거, 실행 릴레이가 있는 트랜지스터 스위치(V5)로 구성됩니다. 부하 회로의 K1. 요소 R7, C5는 네트워크의 임펄스 노이즈 또는 송신기 전원 버튼 접점의 퍼지 폐쇄로 인한 액추에이터의 잘못된 트리거를 방지하기 위해 단일 진동기의 포함을 지연하는 데 사용됩니다.

그림 5(확대하려면 클릭)

수신 장치의 변환기 B1에 의해 수신된 초음파 신호는 전기 진동으로 변환되고 미세 회로 A1에 의해 증폭됩니다. 40kHz의 주파수에서 이득은 약 5000입니다. C5R7 지연 회로를 통과한 감지된 신호는 원샷(요소 D1.1)을 시작합니다. 단일 진동기 응답 지연 시간은 1초입니다. 단일 진동기의 신호는 트리거 D1.2를 전환하여 트랜지스터 키 V5가 열리고 릴레이 K1이 활성화됩니다.

액추에이터의 개략도는 그림 6에 나와 있습니다. 1.1. 수신기에서 접점 K5이 닫히면(그림 2) 트리니스터 V3, VXNUMX이 열리고 부하 Rn을 네트워크에 연결합니다. 허용 부하 전력은 트리니스터의 직류에 의해 결정됩니다.

Pic.6

원격 제어 시스템의 송신기는 갈바니 전지의 배터리로 전원이 공급되고 수신기는 20V의 출력 전압을 제공하는 안정화된 정류기에 의해 전원이 공급됩니다. D1 칩의 전원 공급 장치는 위에 조립된 파라메트릭 안정기에 의해 추가로 안정화됩니다. 요소 V3 및 R6.

실험실 조건에서 원격 제어 장치를 테스트할 때 변환기의 상호 방향이 필요하지 않았습니다. 그러나 흡음율이 높은 방(많은 덮개가 있는 가구, 카펫, 커튼 등)에서는 초음파 신호가 눈에 띄게 감쇠되어 송신기와 수신기의 방향이 필요할 수 있습니다. 초음파 변환기는 다중 채널 원격 제어 시스템에서도 사용할 수 있습니다. 이 경우 명령은 펄스 코드, 시간 또는 펄스 위상 변조 시스템을 사용하여 이산 형식으로 전송되어야 합니다.

저자: N. Borodulin, V. Morozov, E. Koptev, 모스크바; 출판물: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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