Wie man eine Schaltung aufbaut, die es einem Piezowandler ermöglicht, sowohl als Sender als auch als Empfänger zu fungieren

Ich bin Student und arbeite derzeit an einem Projekt, bei dem ich einen Piezowandler benötige, der sowohl als Sender als auch als Empfänger fungiert. Ich finde es schwierig, eine Schaltung zu bauen, bei der ein Impuls an den Piezo gesendet werden kann und dann die Sendeseite isoliert wird, damit der empfangene Impuls am Wandler erfasst und verarbeitet werden kann. Im Moment besteht meine Schaltung aus einem Burst-Generator, der 5-V-Rechteckwellen bei 1,1 MHz mit einer programmierbaren Anzahl von Zyklen ausgibt.

Nach einigen Recherchen stieß ich auf den MD0100, einen Hochspannungsschutz-T/R-Schalter. Das Datenblatt ist unter folgendem Link abrufbar:

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

Ich dachte, dass dieser Schalter für das funktionieren würde, was ich erreichen möchte. Im Moment sieht meine Schaltung in etwa so aus wie im folgenden Schema.Schema der aktuellen T / R-Schaltung

Das Problem, das ich mit diesem Schalter habe, ist, dass, sobald ich meinen Burst-Generator an die obige Schaltung anschließe, er ursprünglich so aussieht:Senderausgang

Abgeschnitten zu werden und so auszusehen:Senderausgang bei Anschluss an MD0100

Mein Burstgenerator ist auf eine Amplitude von 5V begrenzt. Mit einem Tischsignalgenerator habe ich jedoch die Amplitude der Rechteckwellen variiert, um zu sehen, ob das Problem dasselbe war. Sobald die Amplitude der Rechteckwelle auf 6 V oder höher eingestellt war, schien es gut auszusehen, wie unten zu sehen ist:6-V-Rechteckwellen-Burst

Mit den obigen Rechteckwellen, die an den Piezo angelegt wurden, wurde das empfangene Signal am Empfänger erfasst und sah gut aus:Empfangenes Piezosignal bei angelegtem 6-V-Rechteckwellen-Burst

Da mein Burst-Generator auf eine Amplitude von 5 V begrenzt ist, muss ich entweder einen Weg finden, das Problem mit dem MD0100 zu beheben, warum es meine Bursts bei 5 V-Amplituden ruiniert, oder ich muss eine alternative T / R-Schaltung bauen. Hat jemand irgendwelche Vorschläge, was ich tun sollte, oder kann eine alternative einfache Schaltung empfehlen, die ich stattdessen bauen könnte? Danke schön.

Es scheint, dass Ihr Sender zu schwach ist, um den 15-Ohm-Widerstand des Schalters zu überwinden. Ein niederohmiger Sendetreiber könnte helfen. Es würde auch helfen, wenn Ihr Sender mehr Spannung aufnehmen könnte.

Antworten (2)

Hier ist eine Schaltung, die helfen kann, an Ihren Sensor angepasst zu werden ... Sie wurde für 40-kHz-Sensoren verwendet.

Die Spannung des Treibers kann geändert und das Transformatorverhältnis angepasst (oder nicht) werden.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein einfacher T/R-Schalter, bei dem Sie eine rauscharme Empfängerkette benötigen:

schematisch

Einige Regeln:

  • D1 und D2 müssen Ihren Spitzensendestrom bewältigen und schnelle Dioden sein. Abhängig vom Strom, der durch die Dioden fließt, erhalten Sie möglicherweise ein 1-Vp-Signal. Dadurch wird das Ansteuersignal des Wandlers um diesen Spannungsabfall reduziert, was normalerweise kein Problem darstellt, wenn über 10 V angesteuert werden.
  • R1, D3, D4 sind möglicherweise nicht erforderlich. Nur verwenden, wenn die Spannung an D1 und D2 für Ihren Empfängereingang zu hoch ist. D3 und D4 können 1N4148 oder gleichwertig sein, da der Strom klein ist. Diese Kombination sieht etwa 0,5 bis 0,6 Vp über D3 und D4.
  • Während der Empfangsperiode muss der Leistungsverstärker die Primärwicklung des Transformators kurzschließen, damit die Ausgangsimpedanz niedrig ist. Wenn Sie eine H-Brücke verwenden, schalten Sie die unteren Transistoren während der Empfangsperiode ein. Dies stellt auch ein ordnungsgemäßes Hochfahren der Ladungspumpenschaltung in den meisten Halbbrückentreibern sicher. Dies reduziert auch die Rauscheinspeisung von anderen Schaltungen, da die Transformatorwicklungen eine kapazitive Kopplung haben (normalerweise einige pF).
  • Der Vorspannungswiderstand für Ihren Vorverstärker (nicht gezeigt, aber über D4) sollte so hoch wie möglich sein, wenn es sich um ein Breitbanddesign mit geringem Rauschen handelt. Ein hochohmiger Vorspannungswiderstand (je nach Wandlerimpedanz etwa 100 k bis 10 MOhm) verbessert das Rauschen am niederfrequenten Ende. Dies legt nahe, eine Art FET-Eingangsverstärker zu verwenden, der ein hervorragendes Stromrauschen aufweist (ca 15 F A / H z ) und recht gutes Eingangsspannungsrauschen (ca 4 N v / H z ). Wenn Sie in den Megaohm-Bereich kommen, liegt der Dioden-Aus-Widerstand natürlich bei etwa 5 MOhm.
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