超聲波接收電路與發(fā)射基礎(chǔ)原理-壓電換能器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

關(guān)于超聲波接收電路和傳輸?shù)幕驹恚撼暡ǖ膫鬏攷缀醪皇芄?、灰塵、煙霧、電磁干擾和有毒氣體的影響，可以通過氣體、液體和中間體進(jìn)行傳輸。因此，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和民用領(lǐng)域，如超聲波測(cè)距、超聲波清洗機(jī)、醫(yī)用超聲波檢測(cè)等。

壓電換能器作為聲能和電能的轉(zhuǎn)換裝置，直接影響整個(gè)超聲M測(cè)量系統(tǒng)的性能。壓電換能器驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)涉及阻抗匹配、脈沖換能器設(shè)計(jì)和振動(dòng)換能器，這既需要理論基礎(chǔ)，也需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這對(duì)研發(fā)人員來說是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

我國(guó)壓電換能器的驅(qū)動(dòng)電路主要采用兩種設(shè)計(jì)方法：

1、 是直接驅(qū)動(dòng)：

壓電換能器采用固定頻率，由觸發(fā)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、可控硅等大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件直接驅(qū)動(dòng)。傳感器直接由電源電壓供電。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是工作效率低，受電源電壓的限制，不能驅(qū)動(dòng)大功率器件。

2、 推拉電路驅(qū)動(dòng)：

推挽變壓器由固定頻率的雙極脈沖驅(qū)動(dòng)。推挽變壓器的次級(jí)與壓電換能器并聯(lián)，電容和電感用于阻抗匹配。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是可以驅(qū)動(dòng)大功率器件，而缺點(diǎn)是難以匹配阻抗和寬電壓。由于其他激勵(lì)模式，傳感器兩端不會(huì)共振。如果沒有良好的匹配和調(diào)諧，工作效率將相對(duì)較低。

根據(jù)不同的應(yīng)用，如電源、收發(fā)器集成、診斷和治療，傳感器驅(qū)動(dòng)電路的具體實(shí)現(xiàn)將有所不同。超聲發(fā)射和接收電路是超聲診斷設(shè)備的關(guān)鍵部分。整個(gè)電路分為發(fā)射和接收兩部分，共用同一陣列元件。發(fā)射部分產(chǎn)生由發(fā)射輸入驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)波形，并激勵(lì)陣列元件產(chǎn)生超聲波。接收單元接收人體組織中超聲波的回波，并通過接收電路放大、顯示和輸出回波信號(hào)。