The invention relates to an impedance matching and transceiver function switching circuit of an ultrasonic transducer, which is characterized by a signal transmitting circuit, a signal receiving circuit and a transceiver switching circuit. The invention meets the requirements of high quality and high efficiency of ultrasonic transducer as transmitter and receiver, flexible and convenient switching between transceiver circuits, convenient microprocessor control, avoiding interference between transceiver circuits, and ensuring high efficiency as transmitter and good signal-to-noise ratio as receiver. The overall circuit design of the invention is based on the core requirements of high precision, low cost and complex working environment of the system, realizes the design objectives of low distortion, low stray signal radiation and low power consumption, and meets the impedance matching requirements of the transducer and the efficient and flexible switching of the system functions.
【技术实现步骤摘要】
一种超声波换能器的阻抗匹配与收发功能切换电路
本专利技术涉及一种超声波换能器的阻抗匹配与收发功能切换电路,属于超声波气体计量的
技术介绍
超声波换能器的功能是将输入的电能量转换成机械能量,并以声波的形式发射出去,或者将接收到的声波能量(一种机械振动能)转换为电能,由后端的电路及微处理器做电子化和数字化处理。超声波计量设备的国家和行业标准对计量精度和重复性,批量生产产品的一致性都有严格明确的要求,设备必须能够在复杂电磁与声波干扰、恶劣的温度和湿度环境正常工作,适应不同的测量介质以及介质组份变化。为了满足上述要求,设备的测量控制电路必须有良好的噪声抑制和抗干扰能力,保证工作信号质量。本专利技术涉及的超声波换能器的阻抗匹配电路能够有效抑制杂散信号,提高有效测量信号的信噪比,保证了在各种恶劣工作环境下的计量精度和稳定性。作为电池供电的设备必须实现超低功耗设计,延长电池寿命,尽可能减少更换电池频率,降低设备的使用维护费用。本专利技术涉及的超声波换能器的阻抗匹配设计能够显著地提高能量转化效率,避免高压电路,满足本质安全设计要求,达到单节19安时锂电池稳定工作15年的设计目标。除了节能,困扰现有民用级产品竞争推广的还包括成本因素,为此,本专利技术涉及的超声波换能器收发功能切换电路通过共用部分电路元器件,既保证了收发电路之间的频域性能的一致性,又最大限度减少了器件用量,实现低成本的设计目的。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种超声波换能器的阻抗匹配与收发功能切换电路。专利技术概述及术语解释:超声波换能器的阻抗匹配电路,为了满足低功耗要求,在换能器实 ...
【技术保护点】
1.一种超声波换能器的阻抗匹配与收发功能切换电路,其特征在于,包括信号发射回路、信号接收回路和收发切换电路;其中,所述信号发射回路包括信号调制器SM、变压器T1、信号调制输入电路阻抗Xp、阻尼电阻R1、谐振电容C1、保护电阻R2和换能器Td;其中,所述信号接收回路包括换能器Td、谐振电容C1、保护电阻R2、阻尼电阻R1、变压器T1的副边电感以及系统后端的信号放大整形电路Amp、模数转换器ADC、数字信号处理器DSP;所述换能器Td、谐振电容C1、保护电阻R2、阻尼电阻R1和变压器T1的副边电感与信号发射回路共用;其中,所述收发切换电路包括微处理器控制的单刀双掷开关SW实现:当开关SW切换到Tx端时,信号接收回路后端的放大整形电路Amp、模数转换器ADC、数字信号处理器DSP与信号发射回路隔离,电路进入发射状态;当开关SW切换到Rx端时,变压器T1原边一侧的电路与系统隔离,电路进入信号接收状态。
【技术特征摘要】
1.一种超声波换能器的阻抗匹配与收发功能切换电路,其特征在于,包括信号发射回路、信号接收回路和收发切换电路;其中,所述信号发射回路包括信号调制器SM、变压器T1、信号调制输入电路阻抗Xp、阻尼电阻R1、谐振电容C1、保护电阻R2和换能器Td;其中,所述信号接收回路包括换能器Td、谐振电容C1、保护电阻R2、阻尼电阻R1、变压器T1的副边电感以及系统后端的信号放大整形电路Amp、模数转换器ADC、数字信号处理器DSP;所述换能器Td、谐振电容C1、保护电阻R2、阻尼电阻R1和变压器T1的副边电感与信号发射回路共用;其中,所述收发切换电路包括微处理器控制的单刀双掷开关SW实现:当开关SW切换到Tx端时,信号接收回路后端的放大整形电路Amp、模数转换器ADC、数字信号处理器DSP与信号发射回路隔离,电路进入发射状态;当开关SW切换到Rx端时,变压器T1原边一侧的电路与系统隔离,电路进入信号接收状态。2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:迟瑞东,历宝忠,迟瑞娟,
申请(专利权)人:淄博宇声计量科技有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
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