トランスデューサの基礎は、外周に沿って弾性支持体に取り付けられたバイモルフ圧電セラミック ディスクです。 電力変換効率を向上させるために、円錐形のアルミニウム箔共振器がディスクの中心に接着されており、「接地された」金属ハウジングがコンバータを電気ノイズから保護します。

図に図2は、入力抵抗|Zp|のモジュールの周波数への依存性を示しています。 負荷抵抗Rн->ooのトランスデューサの感度uxx。 入力インピーダンスモジュールには、XNUMXつの極値があります。周波数fmi-入力インピーダンスの最小値、周波数fa（反共振周波数）-入力インピーダンスの最大値です。 感度は、反共振周波数faに近い周波数でXNUMXつの最大値を持ちます。

Pic.2

周波数fmiとfvの間の間隔は、平均して約2kHzです。 負荷抵抗Rnが減少すると、コンバータの感度が最大になる周波数が減少し、限界のRn->0でfmiになる傾向があります。

圧電セラミックの特性の非線形性により、共振周波数fmiは入力電圧の増加とともにいくらか減少し、同時に入力抵抗も増加します。 図3は、共振周波数fmiと入力抵抗係数|Zp|の共振値に関するコンバータの振幅特性を示しています。

Pic.3

コンバータに供給される電圧が共振周波数で5Vを超えると、コンバータに不可逆的な変化が発生する可能性があります。

トランスデューサの指向性パターンはシングルローブで、幅は約30°（最大から0,7のレベル）です。

トランスデューサの XNUMX つがエミッタで、もう XNUMX つがレシーバである場合、fmi エミッタと fmp レシーバが互いに近づくようにこのペアを選択する必要があります。 これらの周波数の個々の値はコンバーターのパスポートに示されています。

エミッタ-レシーバのペアを十分に注意深く選択し、レシーバの高い負荷抵抗（たとえば、100 kOhm以上）を使用すると、静電容量のシャント効果を排除することにより、受信パスの感度を大幅に向上させることができます。 Cinコンバーターの。 これを行うには、コイルをコンバータに並列に接続します。コンバータのインダクタンスLKは次の式で計算されます。

ここで、Co=0,8St。 静電容量Cmは、1000Hzなどの低周波数で測定されます。 通常は1140±40pFです。インダクタンスLKの値は、faとCoの特定の値に応じて、15〜20mHの範囲にあります。

音響測深機では、同じトランスデューサーが送信モードと受信モードで交互に動作する場合、低インピーダンス入力（1 kOhm以下）の直接増幅器パスを使用することをお勧めします。 この場合、共振周波数fmnとfmpは互いに近くなります。

MUP-1コンバーターを使用して家庭用機器（受信機、テープレコーダー、テレビ、照明装置）を遠隔操作するための装置の受信機と送信機の概略図を図4に示します。 5と図。 4送信機は、デジタル集積回路（図4、a）またはトランジスタ（図XNUMX、b）で作成できます。

Pic.4

送信機の最初のバージョンでは、マスターオシレーターはエレメントD1.1とD1.2であり、バッファーステージはエレメントD1.3で作成されます。 送信機のトランジスタバージョンでは、発電機はマルチバイブレータ回路（トランジスタV1、V2）に従って組み立てられ、出力段はトランジスタV3に基づいています。 送信機の必要な動作周波数は、調整抵抗R1（図4、a）を使用するか、抵抗R2およびR3（図4、b）を選択することによって設定されます。これらの抵抗器の3つを、抵抗5 22kOhmおよび可変抵抗XNUMXkOhmの定数で直列に接続されたXNUMXつに置き換えることをお勧めします。送信機の設定は、コンバーターに示されている周波数fmiに等しい発電機周波数を設定することで構成されます。パスポート

周波数計がない場合は、コンバーターの最大出力に応じて設定できます。 これを行うには、15〜20 cmの距離にあるトランスデューサーエミッターの前に、リモートコントロールシステムで使用されるトランスデューサーレシーバーを取り付け、AC電圧計を接続し、トランスミッターを調整され、受信トランスデューサの出力で最大信号を達成

受信回路を図5に示します。これは、A1チップ上の増幅器、ダイオード検出器V1、V2、単一のバイブレーター、D1チップ上のトリガー、およびエグゼクティブリレー付きのトランジスタスイッチ（V5）で構成されています。負荷回路のK1。 要素R7、C5は、ネットワーク内のインパルスノイズまたは送信機の電源ボタンの接点のあいまいな閉鎖によるアクチュエータの誤ったトリガーを防ぐために、単一のバイブレータの組み込みを遅らせるために使用されます。

図5（クリックすると拡大）

受信装置のトランスデューサＢ１によって受信された超音波信号は、電気振動に変換され、それは、マイクロ回路Ａ１によって増幅される。 1 kHzの周波数でのゲインは約1です。遅延回路C40R5000を通過した検出信号は、ワンショットを開始します（エレメントD5）。 単一バイブレータの応答遅延時間は7秒です。 単一のバイブレータからの信号がトリガーD1.1を切り替え、その結果、トランジスタスイッチV1が開き、リレーK1.2がアクティブになります。

アクチュエータの概略図を図6に示します。 1.1.レシーバーの接点K5が閉じると（図2）、サイリスタV3、VXNUMXが開き、負荷Rнがネットワークに接続されます。 許容負荷電力は、サイリスタの直流電流によって決まります。

Pic.6

リモートコントロールシステムの送信機はガルバニ電池のバッテリーから電力を供給され、受信機は20 Vの出力電圧を与える安定化整流器から電力を供給されます。D1チップの電源は、上に組み立てられたパラメトリックスタビライザーによってさらに安定化されます。要素V3およびR6。

実験室の条件では、リモートコントロールユニットをテストするとき、トランスデューサーの相互の向きは必要ありませんでした。 ただし、吸音率の高い部屋（布張りの家具、カーペット、カーテンなどが多い）では、超音波信号が著しく減衰するため、エミッターとレシーバーの向きが必要になる場合があります。 超音波トランスデューサは、マルチチャネルリモートコントロールシステムでも使用できます。 この場合、コマンドは、パルスコード、時間、またはパルス位相変調システムを使用して離散形式で送信する必要があります。

著者：N.ボロドゥリン、V.モロゾフ、E.コプテフ、モスクワ。 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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