本实用新型专利技术公开了一种基于机电复合压电薄膜的声音信号传输装置，包括超声波发射极与超声波接收极，超声波发射极包括发射端支撑基底、发射端保护膜层、第一超声波传感器、发射端电路板模块和声波信号发生端口，超声波接收级包括接收端支撑基底、接收端保护膜层、第二超声波传感器、接收端电路板模块和声波信号接收端口；所述的第一超声波传感器和第二超声波传感器的压电介质采用EMFi复合材料层；本实用新型专利技术极大地提高了测量的灵敏度，容易制作并且成本低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于机电复合压电薄膜的声音信号传输装置，包括超声波发射极与超声波接收极，超声波发射极包括发射端支撑基底、发射端保护膜层、第一超声波传感器、发射端电路板模块和声波信号发生端口，超声波接收级包括接收端支撑基底、接收端保护膜层、第二超声波传感器、接收端电路板模块和声波信号接收端口；所述的第一超声波传感器和第二超声波传感器的压电介质采用EMFi复合材料层；本技术极大地提高了测量的灵敏度，容易制作并且成本低。【专利说明】一种基于机电复合压电薄膜的声音信号传输装置
本技术属于信号传输
，涉及一种声音信号传输装置，特别是一种基于机电复合压电薄膜的声音信号传输装置，主要应用于军事，医疗，工业，农业、交通运输、超声加工，超声清洗，超声检测，监测，遥控、声音分析、声音识别、声探测等领域中的声音信号传输装置。
技术介绍
高灵敏度以及较宽的带宽需求广泛存在于军事，医疗，工业等领域的超声检测，监测，遥控等方面；在军事领域为了准确的采集敌方信息，便对灵敏度提出了更高的要求。而较高的灵敏度又使得回波脉冲测量的范围更大。这种换能器提供的较宽的脉宽对于利用宽带调制方案编码超声波传感系统是一种显著的优势，并能减少串音干扰。 在先技术中，超声波传感器主要应用于机器人领域的传感系统开发，在这些传感系统中，对每个工作方式独立的传感器计算传感时间，从传感器到发射电子束反应器这段距离中可以获得较少的信息。在之后的研究中传感器与标准感应阵列有相通的浏览区域，有可能更准确的定位反应器。在上述技术中所体现的主要缺点是精确度低以及扫描速度慢，由于交叉干扰不会总是使得阵列中的所有传感器同时接收与发送。对于这一问题通常的解决办法是用二进制序列对超生波发射进行编码，例如巴克码，伪随机编码，或互补数列。伪随机序列和互补序列代表带有简易可检测主瓣的自动相关函数，并且可以省掉或忽略旁瓣，增加精确性和消除环境噪声。另外，交叉相关函数相当于自相关函数中的主瓣，因此，在阵列中可实现无干扰的同时接收与发送。 在使用超声波传感器时，有两个主要的限制，这与超声波信号编码有关:方向性与带宽减小。根据应用要求，方向性的问题应该慎重考虑:在传感器中，方向性通常被设计来扫描一个较大的区域，另一方面，自动交叉相关函数的形状很依赖于传感器所使用的带宽。因此，窄带传感器降低了相关函数的特征性。因此，宽带传感器为算法提出的超声波信号处理给出了更少的限制，并且允许其它附加的参数从环境与反射中抽取出来。这就是宽带真空超声波传感器变得更加重要的原因，因为这个事实它们有更大的频率范围(20-200kHz )以及闻的灵敏性。 在先技术中，数种材料早就被用来研发超声波传感器以及根据带宽改善性能。其中一种是聚乙烯氟化物(PVDF)，被广泛应用于超声波传感器的压电介质。以PVDF为基础的发射器与接收器已经被设计为户内定位系统，性能的改善得益于宽的带宽以及超声波传达的编码。另外一种选择是以蜂窝压电聚合物为基础的，这在19世纪末就成为了一个重要的研究课题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述技术的不足，提供一种机电复合压电压电薄膜声音信号传输装置，具有过程步骤少工艺简单，制作装置简单成本低，测量灵敏度高，带宽更宽，不用管超声波发送端是如何编码以及传音干扰小等优点。 本技术的基本构思是:利用EMFI压电薄膜的压电效应，设计驱动电路使得压电薄膜发出超声波，即通过超声探头向目标物发射超声波信号，接受目标物不同位置的反射信号，分析和处理目标物反射信号的特性，获取超声成像信息。此方法制作成本低，工艺简单，并能准确提取目标物信息。 本技术一种基于机电复合压电薄膜的声音信号传输装置包括超声波发射极与超声波接收极，超声波发射极包括发射端支撑基底、发射端保护膜层、第一超声波传感器、发射端电路板模块和声波信号发生端口，超声波接收级包括接收端支撑基底、接收端保护膜层、第二超声波传感器、接收端电路板模块和声波信号接收端口 ； 所述的第一超声波传感器和第二超声波传感器的压电介质采用EMFi复合材料层； 所述的发射端电路板模块电路包括第一功放PA98，第三三极管T2，二极管D2、第一分流电阻R2、第二分流电阻R6、第一三极管T3、第二三极管T4、偏置电阻R8、负载电阻R4、第三分流电阻RBl、第一滤波电容CL、第二滤波电容C2、第四分流电阻RB2、高压电源F03TC和第五分流电阻RlO ； 输入驱动信号与第二滤波电容C2的一端连接,第二滤波电容C2的另一端与第一功放PA98的正向输入端、第五分流电阻RlO的一端连接,第五分流电阻RlO的一端与参考电源端连接，第一功放PA98的正向电源端与高压电源F03TC的output端连接，高压电源F03TC的电源端与电源Vcc、第四分流电阻RB2的一端连接，高压电源F03TC的GND端接地，第四分流电阻RB2的另一端与第一三极管T3的发射极连接，第一三极管T3的基极与第二三极管T4的基极、第一三极管T3的集电极、第三分流电阻RBl的一端连接，第三分流电阻RBl的另一端接地，第二三极管T4的集电极与偏置电阻R8的一端连接，偏置电阻R8的另一端与负载电阻R4的一端连接，负载电阻R4的另一端与第二三极管T4的集电极、第一滤波电容CL的一端、第三三极管T2的集电极连接，第一滤波电容CL的另一端作为输出端V。，第三三极管T2的基极与第一功放PA98的输出端、二极管D2的阴极连接，第三三极管T2的发射极与二极管D2的阳极、第一分流电阻R2的一端、第二分流电阻R6的一端、第一功放PA98的反向输入端连接，第一分流电阻R2的另一端、第二分流电阻R6的另一端接地。 所述的接收端电路板模块电路包括第六分流电阻R1、第七分流电阻R2、第八分流电阻R3、第九分流电阻R4、第十分流电阻R5、第i^一分流电阻R6、第十二分流电阻R8、第十三分流电阻R9、第十四分流电阻R10、第三滤波电容Cl、第九滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C7、第七滤波电容CS、第八滤波电容C9、第二功放AD8066和第三功放AD8066 ； 所述的第二功放AD8066的正向输入端与输入信号端、第六分流电阻Rl的一端连接，反向输入端与第三滤波电容Cl的一端、第四滤波电容C4的一端、第八分流电阻R3的一端连接，第四滤波电容C4的另一端与第七分流电阻R2的一端连接，第七分流电阻R2的另一端接地，第二功放AD8066的输出端与第三滤波电容Cl的另一端、第八分流电阻R3的另一端、第i 分流电阻R6的一端连接,第^ 分流电阻R6的另一端与第十四分流电阻RlO的一端、第九滤波电容C3的一端连接，第十四分流电阻RlO的另一端与第六滤波电容C7的一端、第三功放AD8066正向输入端连接，第六滤波电容C7的另一端接地，第三功放AD8066输出端与第九滤波电容C3的另一端、第十三分流电阻R9的一端连接并作为输出端,反向输入端与第十二分流电阻R8的一端、第十三分流电阻R9的另一端连接,第十二分流电阻R8的另一端与第八滤波电容C9的一端连接，第八滤波电容C9的另一端与第七滤波电容C8的一端连接并接地，第七滤波电容CS的另一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于机电复合压电薄膜的声音信号传输装置，包括超声波发射极与超声波接收极, 超声波发射极包括发射端支撑基底、发射端保护膜层、第一超声波传感器、发射端电路板模块和声波信号发生端口，超声波接收级包括接收端支撑基底、接收端保护膜层、第二超声波传感器、接收端电路板模块和声波信号接收端口；其特征在于：所述的第一超声波传感器和第二超声波传感器的压电介质采用EMFi复合材料层；所述的发射端电路板模块电路包括第一功放PA98，第三三极管T2，二极管D2、第一分流电阻R2、第二分流电阻R6、第一三极管T3、第二三极管T4、偏置电阻R8、负载电阻R4、第三分流电阻RB1、第一滤波电容CL、第二滤波电容C2、第四分流电阻RB2、高压电源FO3TC和第五分流电阻R10；输入驱动信号与第二滤波电容C2的一端连接，第二滤波电容C2的另一端与第一功放PA98的正向输入端、第五分流电阻R10的一端连接，第五分流电阻R10的一端与参考电源端连接，第一功放PA98的正向电源端与高压电源FO3TC的output端连接，高压电源FO3TC的电源端与电源Vcc、第四分流电阻RB2的一端连接，高压电源FO3TC的GND端接地，第四分流电阻RB2的另一端与第一三极管T3的发射极连接，第一三极管T3的基极与第二三极管T4的基极、第一三极管T3的集电极、第三分流电阻RB1的一端连接，第三分流电阻RB1的另一端接地，第二三极管T4的集电极与偏置电阻R8的一端连接，偏置电阻R8的另一端与负载电阻R4的一端连接，负载电阻R4的另一端与第二三极管T4的集电极、第一滤波电容CL的一端、第三三极管T2的集电极连接，第一滤波电容CL的另一端作为输出端V0，第三三极管T2的基极与第一功放PA98的输出端、二极管D2的阴极连接，第三三极管T2的发射极与二极管D2的阳极、第一分流电阻R2的一端、第二分流电阻R6的一端、第一功放PA98的反向输入端连接，第一分流电阻R2的另一端、第二分流电阻R6的另一端接地；所述的接收端电路板模块电路包括第六分流电阻R1、第七分流电阻R2、第八分流电阻R3、第九分流电阻R4、第十分流电阻R5、第十一分流电阻R6、第十二分流电阻R8、第十三分流电阻R9、第十四分流电阻R10、第三滤波电容C1、第九滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C7、第七滤波电容C8、第八滤波电容C9、第二功放AD8066和第三功放AD8066；所述的第二功放AD8066的正向输入端与输入信号端、第六分流电阻R1的一端连接，反向输入端与第三滤波电容C1的一端、第四滤波电容C4的一端、第八分流电阻R3的一端连接，第四滤波电容C4的另一端与第七分流电阻R2的一端连接，第七分流电阻R2的另一端接地，第二功放AD8066的输出端与第三滤波电容C1的另一端、第八分流电阻R3的另一端、第十一分流电阻R6的一端连接，第十一分流电阻R6的另一端与第十四分流电阻R10的一端、第九滤波电容C3的一端连接，第十四分流电阻R10的另一端与第六滤波电容C7的一端、第三功放AD8066正向输入端连接，第六滤波电容C7的另一端接地，第三功放AD8066输出端与第九滤波电容C3的另一端、第十三分流电阻R9的一端连接并作为输出端，反向输入端与第十二分流电阻R8的一端、第十三分流电阻R9的另一端连接，第十二分流电阻R8的另一端与第八滤波电容C9的一端连接，第八滤波电容C9的另一端与第七滤波电容C8的一端连接并接地，第七滤波电容C8的另一端与第九分流电阻R4的一端连接，第九分流电阻R4的另一端与第十分流电阻R5的一端、第六分流电阻R1的另一端、第五滤波电容C5的一端连接，第十分流电阻R5的另一端接地，第五滤波电容C5另一端接地。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高秀敏，杨杰，张宇，郁敏，南学芳，李楠，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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