Cómo construir un circuito que permita que un transductor piezoeléctrico actúe como transmisor y receptor

Soy estudiante y actualmente estoy trabajando en un proyecto en el que necesito un transductor piezoeléctrico para que actúe como transmisor y receptor. Me resulta difícil construir un circuito en el que se pueda transmitir un pulso al piezoeléctrico y luego se aísle el lado de transmisión para que el pulso recibido en el transductor se pueda adquirir y procesar. Por el momento, mi circuito consta de un generador de ráfagas que genera ondas cuadradas de 5 V a 1,1 MHz con un número programable de ciclos.

Después de investigar un poco, encontré el MD0100, que es un interruptor T/R de protección de alto voltaje. Se puede acceder a la hoja de datos mediante el siguiente enlace:

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

Pensé que este cambio funcionaría para lo que estoy tratando de lograr. Por el momento, mi circuito se parece al siguiente esquema.Esquema del circuito T/R actual

El problema que tengo con este interruptor es que una vez que conecto mi generador de ráfagas al circuito de arriba, originalmente se ve así:Salida del transmisor

Para ser cortado y verse así:Salida del transmisor cuando se conecta a MD0100

Mi generador de ráfagas está limitado a una amplitud de 5V. Sin embargo, usando un generador de señales de banco, varié la amplitud de las ondas cuadradas para ver si el problema era el mismo. Una vez que la amplitud de la onda cuadrada se estableció en 6 V o más, parecía verse bien, como se puede ver a continuación:Ráfaga de onda cuadrada de 6V

Con las ondas cuadradas anteriores aplicadas al piezoeléctrico, la señal recibida se adquirió en el receptor y se veía bien:Señal piezoeléctrica recibida cuando se aplica una ráfaga de onda cuadrada de 6 V

Dado que mi generador de ráfagas está limitado a una amplitud de 5 V, necesito encontrar una manera de solucionar el problema con el MD0100 de por qué está arruinando mis ráfagas a amplitudes de 5 V, o necesito construir un circuito T/R alternativo. ¿Alguien tiene alguna sugerencia sobre lo que debo hacer o puede recomendar un circuito simple alternativo que podría construir en su lugar? Gracias.

Parecería que su transmisor es demasiado débil para superar la resistencia de 15 ohmios que presenta el interruptor. Un controlador de transmisión de baja impedancia podría ayudar. También ayudaría si su transmisor fuera capaz de generar más voltaje.

Respuestas (2)

Aquí hay un circuito que puede ayudar, para adaptarlo a su sensor ... Se usó para un sensor de 40 kHz.

El voltaje del controlador se puede cambiar y ajustar (o no) la relación del transformador también.ingrese la descripción de la imagen aquí

Un simple interruptor T/R donde necesita una cadena receptora de bajo ruido:

esquemático

Algunas reglas:

  • D1 y D2 deben manejar su corriente máxima de transmisión y ser diodos rápidos. Dependiendo de la corriente que fluya a través de los diodos, puede obtener una señal de 1Vp. Esto reducirá la señal de activación del transductor por esta caída de voltaje, lo que generalmente no es un problema si se conduce a más de 10 V.
  • R1, D3, D4 pueden no ser necesarios. Solo use si el voltaje a través de D1 y D2 es demasiado alto para la entrada de su receptor. D3 y D4 pueden ser 1N4148 o equivalente, ya que la corriente es pequeña. Esta combinación verá alrededor de 0,5 a 0,6 Vp en D3 y D4.
  • Durante el período de recepción, el amplificador de potencia debe cortocircuitar el primario del transformador para que la impedancia de salida sea baja. Si usa un puente H, encienda los transistores inferiores durante el período de recepción. Esto también asegura un arranque adecuado del circuito de la bomba de carga en la mayoría de los controladores de medio puente. Esto también reducirá la inyección de ruido de otros circuitos ya que los devanados del transformador tienen acoplamiento capacitivo (generalmente unos pocos pF).
  • La resistencia de polarización para su preamplificador (no se muestra, pero estará en D4) debe ser lo más alta posible si se trata de un diseño de banda ancha, diseño de bajo ruido. Una resistencia de polarización de alto valor (dependiendo de la impedancia del transductor, alrededor de 100k a 10Mohms) mejorará el ruido en el extremo de baja frecuencia. Esto sugiere usar algún tipo de amplificador de entrada FET que tendrá un ruido de corriente excelente (alrededor de 15 F A / H z ) y bastante buen ruido de voltaje de entrada (alrededor de 4 norte V / H z ). Por supuesto, cuando llegue a la región de megaohmios, la resistencia del diodo será de alrededor de 5Mohms.
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