Ультразвуковой дальномер, включение датчика, Как подключить датчик? Опции

[High Voltage]

Помогите, всё есть всё работает, НО с 2-мя датчиками, оба приёмо передатчики, а как зделать 1-н чтобы был и тем и тем не могу, конкретно не могу зделать чтобы сигнал отсылаемый не глушил принимаемый. Как лучше снимать сигнал и подавать его на усилитель? Усилитель у меня сделан на 2-х каскадах npn транзисторов, т.е. подавать на базу сигнал с приёмника (общий эмиттер оба).

Эскизы прикрепленных изображений

 

[TsAN]

High Voltage, если у Вас сигнал допускает - посмотрите в сторону дифференциальных трансформаторов и мостовых схем.
Дифференциальные трансформаторы используются, например, в телефонии и, возможно, в сетевых картах - это где прием/передача по коаксиалу, а не по витым парам.
В старых телефонах при помощи дифференциального трансформатора реализовано частичное подавление прохождения сигнала своего микрофона на наушник.
В современных схемах трансформатора нет - там это выполнено либо на чем-то мостовом, где микрофон и наушник оказываются в разных диагоналях, либо с микрофонного усилителя сигнал подается на наушник в протифовазе с сигналом из лини.

Добавлено
В Вашем случае дополнительные сложности возникают по причине того, что сигнал, принимаемый головкой, тонет в выходном сигнале усилителя. Поэтому, IMHO, просится мостовая схема. Когда-то - лет 30...35 назад - были такие УНЧ с электромеханической ОС, так там сигнал, наводимый за счет колебаний диффузора, снимался с катушки работающего громкоговорителя, а это почти что Ваш сучай.

Удачи!

[High Voltage]

УУУУУУх. Вот не понятно так не понятно. Это схему сильно загромоздит, тем более трансформатор. Я думаю простое решение какое-нибудь. Я ж не для армии делаю) мне что нить простое. Тем более думаю вряд ли в парк трониках там такое сделано, у меня не парк троник, а поточнее конечно и частота побольше в 10 раз, но всё же спасибо.

[TsAN]

В теории действительно просто. К сожалению, ничего графического под руками нет, поэтому на словах.
Последовательно с излучателем включаете резистор Z1. Точка соединения излучателя и резистора Z1 будет точка А.
На выход усилителя (там, где у Вас на схеме ???) дополнительно подключаете два последовательно соединенных резистора Z2, Z3. Точка соединения резисторов будет точка B.
При полной балансировке сигнал с выхода усилителя между точками А и B оказывается равным нулю, в то время как сигнал, наводимый на излучатель извне, и снимаемый с этих точек, будет отличен от нуля.
В теории все гладко, однако я такой вот эхолот настраивать не возьмусь...
Z1 - комплексный, вероятнее всего RC.
Z2, Z3 - возможно, удастся обойтись и активными (чистое R).

Удачи!

[High Voltage]

Если графикой изобразить, немного не понял, но спасибо.

Да теория с практикой не часто совпадает )

[BVU]

Помогите, всё есть всё работает, НО с 2-мя датчиками, оба приёмо передатчики, а как зделать 1-н чтобы был и тем и тем не могу, конкретно не могу зделать чтобы сигнал отсылаемый не глушил принимаемый. Как лучше снимать сигнал и подавать его на усилитель? Усилитель у меня сделан на 2-х каскадах npn транзисторов, т.е. подавать на базу сигнал с приёмника (общий эмиттер оба).

High Voltage ! Не могли бы Вы сообщить тип ультрозвуковых датчиков, которые Вы используете. Вообще в интернете очень много схем и устройств использующие ультрозвуковое сканирование (сонары). Это и в робототехнике и в гидролокации и т.д. Нужно росто проштудировать обилие информации на эту тему. Возможно Ваша схемотехника устройства координально поменяется и проблема решиться сама собой. На будущее я себе тоже планировал сделать оригинальный ультрозвуковой сканер. Сейчас выбираю тип датчика.

[Adlex]

Обратите в первую очередь внимание на возбуждение пластины. Если Вы работаете в импульсном режиме. возбуждающий импульс должен быть максимально коротким, нужно обеспечить демпфирование пластины после излучения. Т.Е. излучаемый ультразвуковой импульс должен быть коротким. С этой проблемой мы сталкивались при разработки медицинских УЗ интраскопов. Ширина излучаемого импульса определяет т.н. мертвую зону, когда прием отраженных сигналов не возможен именно по той причине. которую Вы указали.

[TsAN]

Если графикой изобразить, немного не понял

Вот графикой.
При Z2/Z3=Zи/Z1 сигнал с выхода усилителя на выход датчика не проходит.

Удачи!

Эскизы прикрепленных изображений

 

[High Voltage]

TsAN - спасибо!

BVU - датчик MA400A1 фирмы Murata (www.murata.com), я видел схемы даже самого производителя, но там на 1-й ноге датчика строгая земля, а если я так зделаю, то у меня напряжение генерации уменьшиться в 2-е.

Adlex - да я работаю в импульсном режиме, но у меня питание только 12 В, и я, как показано на схеме, делаю на излучателе 24В. И какой импульс делать коротким? Тот который идёт на "+" датчика? И как схему приёмника лучше сделать?
Не совсем понимаю про ширину импулься, речь идёт именно о ширине единичного импулься или о ширине пачки импульсов испускаемых как передаваемый сигнал.
Опишу как я делаю: делаю 20 или 30 (задаётся в программе микроконтроллера) тактов на частоте 400 КГц со скважностью 1, т.е. длина импулься = 50% длины периода. потом жду отражённого сигнала в течении 2 мс, что примерно в 20 раз больше длины пачки импульсов.

[Владимир]

Если дальномер построен на импульсном возбуждении,и расстояние короткие, то этого не достаточно.
Необходимо быстро затушить колебания керамики от возбуждающего импульса и ограничить усилитель принимаеиого сигнала от высокого уровня возбуждающего сигнала.
для этого необходимо еще иметь ключ шунтрующий датчик после возбуждения до начала приема и ключ пропускающий приемный сигнал на усилитель.

[High Voltage]

А как его выполнить?

[veter]

в доках от мюраты используются встречно параллельные диоды.
генератор подключен через них, а сигнал снимается непосредственно с датчика. принимаемый сигнал всяко меньше порога открытия диодов.

[veter]

в догонку
в вашей схеме диоды лучше воткнуть сразу после конденсаторов

[TsAN]

да я работаю в импульсном режиме
.....
жду отражённого сигнала в течении 2 мс, что примерно в 20 раз больше длины пачки импульсов.

В данном конкретном случае мостовая схемав выделения сигнала мало подходит - это предполагает прием одновременно с излучением.
В Вашем случае необходимо выполнить последовательность коммутаций:
1. при передаче - скоммутировать излучатель на выход усилителя передатчика;
2. по окончании сигнала передатчика раскоммутировать излучатель от выхода передатчика;
3. закоротить излучатель для демпфирования;
4. перекоммутируя излучатель на вход усилителя приемника;
5. снять закоротку, установленную в п. 3;
Процессы по п.п. 2...4 можно отрабатывать одновременно - с целью сокращения времени на переходные процессы.

Удачи!

[Владимир]

да я работаю в импульсном режиме
.....
жду отражённого сигнала в течении 2 мс, что примерно в 20 раз больше длины пачки импульсов.

В данном конкретном случае мостовая схемав выделения сигнала мало подходит - это предполагает прием одновременно с излучением.
В Вашем случае необходимо выполнить последовательность коммутаций:
1. при передаче - скоммутировать излучатель на выход усилителя передатчика;
2. по окончании сигнала передатчика раскоммутировать излучатель от выхода передатчика;
3. закоротить излучатель для демпфирования;
4. перекоммутируя излучатель на вход усилителя приемника;
5. снять закоротку, установленную в п. 3;
Процессы по п.п. 2...4 можно отрабатывать одновременно - с целью сокращения времени на переходные процессы.

Удачи!

Еще бы добавил шунтирования контура возбудителя посля снятия импульса возбуждения.
Пролазит через ключи всеравно. Так как он продолжает колебаться с затуханием и после отключения от датчика.

И еще больной вопрос. Сами ключи при переключениях вормируют малые перепады, которые тоже возбуждают датчик.
Короче не все так просто как кажется.

[High Voltage]

Про коммутация я думал в самый первый момент проектирования. Даже спаял, но ничего не вышло. У меня следующие вопросы:
По п.1. Чем лучше коммутировать? я коммутировал транзисторной оптопарой 4n35, не вышло.
соответственно по п.2. тот же вопрос, чем раскоммутировать))), элемнт тот же.
п.3. Демпфирование это , если правильно понимаю, мы закорачиваем для того, чтобы все токи в излучателе стали равными 0, т.е. излучатель пришёл в состояние покоя.
п.п.4-5. Снимать закоротку понятно, а чем её лучше, опять же, делать, и подцеплять датчик тоже чем лучше?

Спасибо ещё раз огромное TsAN!

2veter - я пробовал с диодами, не выходит почему-то, можно поподробнее пожалуйста с ними. Не думал что можно отсылать и принимать одновременно, всмысле думал что можно, но думал что ничего путного не выйдет. Щас безусловно зделаю с паузой, но я хотел потом и с 40 КГц датчиками поработать.

[TsAN]

IMHO, оптимальный вариант коммутации - диодами по выходу усилителя передатчика, как уже порекомендовал veter - для них не нужен сигнал управления, - и коммутаторами на основе полевых транзисторов по остальным цепям (закоротка, ключи на вход приемного усилителя). Причем надо ориентироваться на коммутаторы с минимальным проникновением сигнала управления в коммутируемый сигнал - на эти особенности уже обратил внимание Владимир
Еще такая вот мысль, навеянная замечанием Владимира о необходимости шунтирования контура возбудителя. Для скорейшего успокоения звона излучателя м.б. удастся, используя генерируемый при звоне сигнал как сигнал ошибки, подать на излучатель такой сигнал, который будет дополнительно тормозить колебания? - что-то типа САУ на поддержание нулевого выходного сигнала датчика.

Удачм!

[High Voltage]

Хорошо, а какие ключи то использовать? Конкретно модель можно? А то я не знаю что искать то.
И по поводу шунтирования контура возбудимтеля тоже не ясно, можно схемку пожалуйста приложить, не могу никак это представить.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Владимир]

IMHO, оптимальный вариант коммутации - диодами по выходу усилителя передатчика, как уже порекомендовал veter - для них не нужен сигнал управления, - и коммутаторами на основе полевых транзисторов по остальным цепям (закоротка, ключи на вход приемного усилителя). Причем надо ориентироваться на коммутаторы с минимальным проникновением сигнала управления в коммутируемый сигнал - на эти особенности уже обратил внимание Владимир
Еще такая вот мысль, навеянная замечанием Владимира о необходимости шунтирования контура возбудителя. Для скорейшего успокоения звона излучателя м.б. удастся, используя генерируемый при звоне сигнал как сигнал ошибки, подать на излучатель такой сигнал, который будет дополнительно тормозить колебания? - что-то типа САУ на поддержание нулевого выходного сигнала датчика.

Удачм!

Диоды как вариант идет. Но при возбуждении амплитудой нопример 250 вольт вторая волна ненужного возбуждения как провило уже отпирает диод. Для этого можно исползовать двустороннй стабилитрон до подачи в цепь датчика


Насчет ключей их много. но нужно знать конкретику. Емкость излучателя, частоту излучения, амплитуду накачки, способ формирования импульса накачки, питающие уравни управляющих сигналов. Короче ТЗ. Иначе все ото будет не оптимально.

[veter]

пробовали по моей схеме предложенной в разделе измерений.
измерений.

[High Voltage]

2Владимир - ёмкость излучателя не знаю, в даташите не указана, указана, частота 400 КГц, +-12В амплитуда, способ формирования - прямоугольные импульсы длинной в половину периода, а вот про питающие уровни немного не понял. Всем микроконтроллер упраляет, у него 5В питание.

[Владимир]

2Владимир - ёмкость излучателя не знаю, в даташите не указана, указана, частота 400 КГц, +-12В амплитуда, способ формирования - прямоугольные импульсы длинной в половину периода, а вот про питающие уровни немного не понял. Всем микроконтроллер упраляет, у него 5В питание.

Читать даташит надо и зопрашивать больше информации. Насколько я разумею у вас устройство типа расходамеров в открытых водоемах или чтото подобное.
1. То что у вас питание 5 вольт не озночает что вы не можете сделать импульс в 200 вольт. Я его из 3 вольт делаю и не испытываю затруднений.
2. если используются в качестве ключей полевые транзисторы нужно чтобы они достаточно хорошо отпирались от вашего питания 5в.
3. Для транзистора формирования накачки важны далее две характеристики- максимальное напряжение (ограничит амлитуду накачки) и значение сопративления в открытом состоянии - ограничивает мощность накачки. енегия в импульсе должна быть не менее U*U/2C (C-емкость керамики вашего датчика)
4. Для транзисторов щунтирующего генератор и в принципе тоже, но нетак критично к значению сопративления. зато повышаются требования к емкостям переходов. Они желателбно должны быть меньше емкости датчика.
5. Для транзисторов комутироюших сигнал на вход усилителя вообще отдельный разговор. там не один перебирать надо пока не получишь достойный вариант.

И вообще работа так просто с наскока нерешается. Если не работали раньше в подобной области сочуствую

[High Voltage]

1. Использую датчики MA400A1 компании Murata, это 400 КГц датчики мерюющие расстояние по спецификации 0,06-0,3 м.
2. Датчик - пьезоэлектрический, т.е. кварц, т.е. тока ваще не жрёт, т.е. мощность никакая не нужна, а накачиваю я их через биполярники npn типа КТ3102ВМ по схеме с общим эмитером, а в цепи коллектора 1 КОм, чтобы быстро открывался. Открываю транзисторы напрямую контроллером.
3. Да, их питать можно до 120 В, по спецификации, только зачем это? Да для усиления мощьности передаваемого сигнала, но думаю не надо, хотя может и понадобится.
4. От ёмкостей на выходе передатчика явообще теперь отказался, т.к. они понижают напряжение с 24В до 12В, т.е. преимущество противофазных колебаний на передатчике из-за емкостей я теряю.
5. Вот хочу спросить, я использую ключи для отключения от передатчика, и демпфирования датчика, это HEF4066B ключи(вот даташит суммарный объём файлов 150 КБ http://www.semiconductors.philips.com/acro...4066B_CNV_3.pdf http://www.semiconductors.philips.com/acro...CIFICATIONS.pdf - http://www.semiconductors.philips.com/pip/HEF4066B.html), подходят ли они?
6. На вход усилителя тоже хочу через эти ключи подавать, у них сопротивление в открытом состоянии порядка 60 Ом, пойдёт или нет?

[Adlex]

Для получения короткого зондирующего импульса вовсе не обязательно подавать на пластину частоту 400 кГц, тем более точно в резонансную частоту пластины Вы не попадете. В наших приборах мы просто подавали ЕДИНИЧНЫЙ КОРОТКИЙ импульс с максимально возможной крутизной переднего фронта. Этим фронтом мы просто "дергали" пластину и дальше она колебалась сама на своей резонансной частоте с затуханием. Конкретный ход процесса зависит от физико-химических характеристик платины. Увеличения излучаемой импульсной мощности достигали увеличением амплитуды возбуждающего импульса.
Мы могли работать только таким способом, т.к. частота пластины была около 3 МГц и были определенные требования к разрешающей способности прибора, во многом определяемыми шириной зондирующего импульса. Зондирующий импульс в нашем приборе содержал несколько (до 8) периодов собственных колебаний пластины. Никаких переключений пластины на прием -передачу не делали. Два встречно-параллельных диода на входе приемного усилителя ограничивали импульс передатчика на входе усилителя.

[High Voltage]

Я вот тоже щас догнал вот что - не знаю почему раньше не догнал.
В спецификации по датчику написано что максимальное напряжение в 120В можно подавать импульсом длительностью 125мкс с интервалом 10мс это на сайте пишут и в старом pdf вроде то же так было, в новом pdf пишут 125мкс с интервалом 6мкс, в любом случае это далеко не 400КГц, это меньше 500 Гц даже.
Вот я и подумал что достаточно одного импульса, чтобы датчик начал колебаться, только вопрос, какой импульс должен быть примерно? Датчик я вроде бы описал, вот pdf его (557 КБ) http://www.murata.com/catalog/p19e.pdfhttp...atalog/p19e.pdf он там внизу. Понимаю что лучше делать импулься порядка 100 - 120 В с указанной длительностью и интервалом.
И ещё, какие лучше диоды поставить, и на выход усилителя, и на вход приёмника?

[Владимир]

Я вот тоже щас догнал вот что - не знаю почему раньше не догнал.
В спецификации по датчику написано что максимальное напряжение в 120В можно подавать импульсом длительностью 125мкс с интервалом 10мс это на сайте пишут и в старом pdf вроде то же так было, в новом pdf пишут 125мкс с интервалом 6мкс, в любом случае это далеко не 400КГц, это меньше 500 Гц даже.
Вот я и подумал что достаточно одного импульса, чтобы датчик начал колебаться, только вопрос, какой импульс должен быть примерно? Датчик я вроде бы описал, вот pdf его (557 КБ) http://www.murata.com/catalog/p19e.pdfhttp...atalog/p19e.pdf он там внизу. Понимаю что лучше делать импулься порядка 100 - 120 В с указанной длительностью и интервалом.
И ещё, какие лучше диоды поставить, и на выход усилителя, и на вход приёмника?

Для этого и пишут про 120в. чтобы возбудитькерамику (формально это конденсатор) нужно пвронт иммулса с амплитудой 120В и крутизной не менее четвети периада колебаний керамики. Керамика этоемкость. Для васыких частот она большая, так как керамика тонкая. О вас будет маленькая но апр датчик не читал. Чтобы зарядить канденсатор до 120 вольт за четверть периода нужно создать приличный пиковый ток.
В наших разработках иногда достигал 2-4 ампер в пике. Для вашего случая на порядок меньше, но все равно приличный.
Почитайте теорию ульразвуковых датчиков.

[High Voltage]

Он не керамический, а пьезоэлектрический.
Я немного не понял про импульс, его фронт (восходящий) должен быть как можно более коротким, или каким, Adlex пишет что как можно более крутой фронт, а вы Владимир пишите, что НЕ МЕНЕЕ 1/4 от 400 КГц, т.е. время фронта должно быть примерно 10мкс (100КГц)?
Я так понял что вы Владимир говорите про керамику, но у меня датчик пьезоэлектрический, не подскажите что лучше здесь делать?
И если можно ссылку на теорию.
2Adlex - подскажите пожалуйста как лучше импульс формировать, и нужен ли большой ток, это же кварц, ему тока по идее и не нужно?
И какие диоды лучше поставить?

[BVU]

Он не керамический, а пьезоэлектрический.

Основу пьезоэлектрических элементов составляет - керамика!
Возможно сейчас что-то новенькое появилось, то раскажите нам пожалуйста...

[Владимир]

Он не керамический, а пьезоэлектрический.
Я немного не понял про импульс, его фронт (восходящий) должен быть как можно более коротким, или каким, Adlex пишет что как можно более крутой фронт, а вы Владимир пишите, что НЕ МЕНЕЕ 1/4 от 400 КГц, т.е. время фронта должно быть примерно 10мкс (100КГц)?
Я так понял что вы Владимир говорите про керамику, но у меня датчик пьезоэлектрический, не подскажите что лучше здесь делать?
И если можно ссылку на теорию.
2Adlex - подскажите пожалуйста как лучше импульс формировать, и нужен ли большой ток, это же кварц, ему тока по идее и не нужно?
И какие диоды лучше поставить?

Я имел ввидк фронт круче чем четверть периода что не противоречит Adlex.

[Adlex]

Ток нужен. Как уже говорили. Вы имеете конденсатор, и в течении фронта (особенно короткого) идет потребление тока. Именно поэтому потребление КМОП логики зависит от частоты.
В отношении диодов. Если импульс амплитудой 100 В, а на диоде 0,6 В, стоит ограничивающий резистор R - считайте пиковый ток и выбирайте диод, выдерживающий этот ток.
Зондирующий импульс должен быть коротким, формируется любой логикой и на выходе мощный ВЧ элемент (транзистор, тиристор). Тип - в зависимости от тока.напряжения. Я могу нарисовать схему, которую применяли, но там использовался старый советский полевик (КП802). Хороший фронт в опытных образцах получали в экзотике - транзистор в режиме лавинного пробоя (напряжение на коллекторе в несколько раз превышает допустимое). Работало, но в прибор побоялись закладывать, непонятно сколько выдержит этот режим

[High Voltage]

А вы не могли бы помочь рассчитать =), а то я немного не понял схему. Я так понимаю схема будет как в спецификации вот такая, да?
Или подправьте меня пожалуйсто, если брать импульс 100В длины 125мкс, то какие элементы ставить?

И какие тьам токи большие будут? Если я влеплю резистор допустим 10КОм.

Какие примерно токи будут? Вот спецификация http://www.murata.com/catalog/p19e.pdfhttp...atalog/p19e.pdf

Эскизы прикрепленных изображений

 

[High Voltage]

По этой схеме лучше включать? (которая вверху)
Какое напряжение лучше давать импулься и его длина?
Я пробовал 12 Вольт, на осцилографе ответа не слышно =(

[BVU]

По этой схеме лучше включать? (которая вверху)
Какое напряжение лучше давать импулься и его длина?
Я пробовал 12 Вольт, на осцилографе ответа не слышно =(

Я чувствую, Вы тут окончательно запутались...
И так начнем по порядку:
1. Исходя из последне-приведенной схемы видно, что она может работать лишь в 'импульсном режиме'. Что это значит? А это значит, что длительность dt импульса излучаемая генератором F.G. не должна превышать длительность времени за который придет отклик минимально измеряемого расстояния. А так же скважность импульсов F.G. не должна быть меньше длительности отклика максимально измеряемого расстояния. Иначе Ваши импульсы с генератора F.G. будут 'забивать' полезный (измеряемый сигнал). На время излучения импульса с генератора F.G. измерение времени длительности отраженного сигнала схемой с приемника O.S. должна быть запрещена.
Встречно включенные диоды с выхода генератора - ограничители сигнала отклика (отражения) для выхода F.G.
2. Резистор Rl - это согласование по нагрузке датчика с приемопередатчиком схемы.
3. Rc и встречно включенные диоды на землю ограничение влияния сигнала F.G. на O.S.
И так, исходя из этих 'постулатов' попробуйте довести Ваши исследования (эксперимент) до логического завершения.

[High Voltage]

Длина моего импулься чуть меньше 125 мкс, это 22мм до преграды минимальное расстояние.
Только такой вопрос, датчик когда начинает испускать и прекращает испускать сигнал?
После этих 125 мкс импульса, идёт пауза порядка 10мс, а 1.7 метра.
После того как кончается импульс, колебания на датчике начинают затухать (смотрел на осцилографе), достаточно быстро, но после отражённый сигнал не видел, может напряжение надо повышать?

То есть мне в схему изменения вносить или нет?

Усилитель у меня это 2 каскада транзисторов по схеме с общим эммитером.

[Stanislav]

Для получения короткого зондирующего импульса вовсе не обязательно подавать на пластину частоту 400 кГц, тем более точно в резонансную частоту пластины Вы не попадете. В наших приборах мы просто подавали ЕДИНИЧНЫЙ КОРОТКИЙ импульс с максимально возможной крутизной переднего фронта. Этим фронтом мы просто "дергали" пластину и дальше она колебалась сама на своей резонансной частоте с затуханием. Конкретный ход процесса зависит от физико-химических характеристик платины. Увеличения излучаемой импульсной мощности достигали увеличением амплитуды возбуждающего импульса.

Простите, а можно ли на практике формировать импульс за счет обратного выброса катушки с током? Если да, то какие требования к индуктивности катушки?

[BVU]

Длина моего импулься чуть меньше 125 мкс, это 22мм до преграды минимальное расстояние.
Только такой вопрос, датчик когда начинает испускать и прекращает испускать сигнал?
После этих 125 мкс импульса, идёт пауза порядка 10мс, а 1.7 метра.
После того как кончается импульс, колебания на датчике начинают затухать (смотрел на осцилографе), достаточно быстро, но после отражённый сигнал не видел, может напряжение надо повышать?

То есть мне в схему изменения вносить или нет?

Усилитель у меня это 2 каскада транзисторов по схеме с общим эммитером.

High Voltage, Вы представляете воздействие импульса на колебательный контур? Примерно то же самое происходит и с излучателем. Сначала в него идет закачка энергии импульса, а потом переизлучение... Затухающие колебания это релаксационный процес 'контура'.
Не пытайтесь по началу определить минимально-измеряемое расстояние. Начните с чего нибудь среднего (поэкспериментируйте). Для начала Вы должны добиться отклика отраженного сигнала.
Не знаю, какими средствами Вы пользуетесь, но для грамотного эксперимента необходим генератор импульсов и двухлучевой (хотябы двухканальный) осцилограф. Можно конечно и однолучевой, но в первом случае все будет наглядней, т.к. синхронизация будет производиться по импульсам с генератора (выглядеть они будут 'чисто', без звона). С генератора подаете импульсы (минимальные по длительности, если выход генератора маломощный необходимо его усилить). Скважность импульсов (либо частоту) тоже изменяйте. А осцилографом регистрируйте выход с генератора и сигнал после встречно включенных диодов на землю. Амплитуда отраженного сигнала ограничивается диодами значит не более 0.6В. Думаю любой осцилограф позволит зафиксировать отклик такой амплитуды. Естественно потом, чтобы обрабатывать сигнал отклика его необходимо усилить (во сколько раз - покажет эксперимент). Сам отраженный сигнал должен быть в промежутках между импульсами генератора. Экспериментально Вы его должны обнаружить меняя измеряемое расстояние от излучателя до 'обьекта', таким образом отклик должен менять свое положение в промежутке между импульсами.

[High Voltage]

ДА я понял. Т.е. схема нормальная?
К сожалению у меня 1 лучевой. Я так и делал, смотрел что между импульсами посылки, но там к сожалению ничего не увидел, может не хватает мощьности передачи.

И хотел спросить, как лучше усилить напряжение, у меня только 0 и +12.
Умножителем не очень наверное подходит, т.к. нельзя будет полученное умноженное напряжение связать с общей землёй (0).

СПАСИБО!

[BVU]

ДА я понял. Т.е. схема нормальная?
К сожалению у меня 1 лучевой. Я так и делал, смотрел что между импульсами посылки, но там к сожалению ничего не увидел, может не хватает мощьности передачи.

И хотел спросить, как лучше усилить напряжение, у меня только 0 и +12.
Умножителем не очень наверное подходит, т.к. нельзя будет полученное умноженное напряжение связать с общей землёй (0).

СПАСИБО!

Вот что пишется в справочных данных на датчик MA400A1:
Амплитуда импульса до (Vp-p) = 120, я так понимаю до 120В.
Ширина импульса не менее 120uS (микросекунд), интервал между импульсами не менее 10mS (милисекунд).
Диапазон измеряемого расстояния от 0.06 до 0.3 метра.
Чувствительность начиная с 10 сантиметров отраженного сигнала при импульсе возбуждения Vpp = 18 (18В).
Думаю, что +12В Вам будет не достаточно, хотя бы 30В. Если не хотите делать умножитель то посмотрите преобразователи фирмы MAXIM, там есть очень приличные экземпляры, которые облегчат эту проблему. Вольт до 40 думаю найдете, а может и больше. Я давно уже не смотрел их новые релизы.

[Владимир]

Для получения короткого зондирующего импульса вовсе не обязательно подавать на пластину частоту 400 кГц, тем более точно в резонансную частоту пластины Вы не попадете. В наших приборах мы просто подавали ЕДИНИЧНЫЙ КОРОТКИЙ импульс с максимально возможной крутизной переднего фронта. Этим фронтом мы просто "дергали" пластину и дальше она колебалась сама на своей резонансной частоте с затуханием. Конкретный ход процесса зависит от физико-химических характеристик платины. Увеличения излучаемой импульсной мощности достигали увеличением амплитуды возбуждающего импульса.

Простите, а можно ли на практике формировать импульс за счет обратного выброса катушки с током? Если да, то какие требования к индуктивности катушки?

Только так последнее время и делаем. Главное минимальное значение сопративления.,Индуктивность расчитывается в зависимости от частоты и керамики. В последнее времия перешли на КИГ

[High Voltage]

Там написано макс входящее напряжение 120 В, длина импульса 125 мкс, точне не менее 120 мкс, не сожгу ли датчик?

[Stanislav]

Простите, а можно ли на практике формировать импульс за счет обратного выброса катушки с током? Если да, то какие требования к индуктивности катушки?

Только так последнее время и делаем. Главное минимальное значение сопративления.,Индуктивность расчитывается в зависимости от частоты и керамики. В последнее времия перешли на КИГ

Простите, можно чуть подробнее. Датчик - тот же. И нужно ли шунтировать индуктивность емкостью, так, чтобы Fрез=1/(2*pi*sqrt(L*C)) была равнА рабочей частоте датчика? Ведь иначе неизбежен сдвиг рабочей частоты датчика, который может повлиять на его чувствительность (или не повлияет?).
А что есть КИГ?

[Владимир]

Простите, а можно ли на практике формировать импульс за счет обратного выброса катушки с током? Если да, то какие требования к индуктивности катушки?

Только так последнее время и делаем. Главное минимальное значение сопративления.,Индуктивность расчитывается в зависимости от частоты и керамики. В последнее времия перешли на КИГ

Простите, можно чуть подробнее. Датчик - тот же. И нужно ли шунтировать индуктивность емкостью, так, чтобы Fрез=1/(2*pi*sqrt(L*C)) была равнА рабочей частоте датчика? Ведь иначе неизбежен сдвиг рабочей частоты датчика, который может повлиять на его чувствительность (или не повлияет?).
А что есть КИГ?

Индуктивност как раз и шунтирована емкостью датчика. Сдвинуть частоту датчика тяжело, это резонанс его собственный.
КИГ катошка индутивности на тороидальном сердечнике. Стандартныей ред промышленно выпускаемых дроселей. Применяли и ДПМ но габориты большие.

[High Voltage]

ЭЭэээ, очень не хотелось бы ставить дроссель. =)
По моеиму без него обойтись можно.

[Владимир]

ЭЭэээ, очень не хотелось бы ставить дроссель. =)
По моеиму без него обойтись можно.

Да, надо смириться. И встанет ворос от кокого фронта синхронизироваься. Положительный или отрицательный импульс формировать?

[BVU]

ЭЭэээ, очень не хотелось бы ставить дроссель. =)
По моеиму без него обойтись можно.

Да, надо смириться. И встанет ворос от кокого фронта синхронизироваься. Положительный или отрицательный импульс формировать?

Если рассматривать схему от Oct 15 2005, 13:06 прикрепленную High Voltage из справочника Murata, импульсы должны быть положительные.

[High Voltage]

Т.е. всё же не нужен дроссель если зделать повышение до 30 или больше, да?

[Stanislav]

Простите, можно чуть подробнее. Датчик - тот же. И нужно ли шунтировать индуктивность емкостью, так, чтобы Fрез=1/(2*pi*sqrt(L*C)) была равнА рабочей частоте датчика? Ведь иначе неизбежен сдвиг рабочей частоты датчика, который может повлиять на его чувствительность (или не повлияет?).
А что есть КИГ?

Индуктивност как раз и шунтирована емкостью датчика. Сдвинуть частоту датчика тяжело, это резонанс его собственный.
КИГ катошка индутивности на тороидальном сердечнике. Стандартныей ред промышленно выпускаемых дроселей. Применяли и ДПМ но габориты большие.

Мне кажется, что частота датчика будет меняться. Вот эквивалентная схема датчика:


Здесь Lзап - "запускающая" индуктивность, Lд - эквивалентная индуктивность датчика, Cпс - экв. последовательная емкость датчика, Cпар - параллельная емкость датчика, Rизл - сопротивление излучения+потери. Видно, что включение Lзап в контур сдвинет частоту его свободных колебаний (если резонанс не последовательный).
Вопросы:
1. Какой порядок приведенных величин по отношению к частоте для УЗ датчиков, предназначенных для работы "в воздух"?
2. Какую нужно выбрать индуктивность "запуска" исходя из известных приведенных величин?

[BVU]

Т.е. всё же не нужен дроссель если зделать повышение до 30 или больше, да?

Попробуйте. Главное условие - обеспечить импульсу достаточно крутой фронт.
Для этого необходимо применить высокочастотные импульсные транзисторы (можно начать с отечественных КТ940А, для их раскачки используйте КТ3102Е).

[veter]

что вы всё высокочастотные..., импульсы "крутые"...,
наугад тыкать осцилографом плохо.
рекомендую найти двулучевой осцильник.
пока я не синхронизовал один луч от генератора, а второй не подключил ко входу усилителя, и не стал двигать пластиной, до которой измеряю расстояние... ничего не понимал.
как сигнал на осцилографе увидел, сразу понятно стало:
12в вполне достаточно.
какую задержку между импульсами надо ставить,
как ведёт себя сигнал с расстоянием (кстати для начала отражатель надо бы поставить гдето в 8-10см)
как ВАРУ наконец собрать.

удачи!

[Владимир]

Простите, можно чуть подробнее. Датчик - тот же. И нужно ли шунтировать индуктивность емкостью, так, чтобы Fрез=1/(2*pi*sqrt(L*C)) была равнА рабочей частоте датчика? Ведь иначе неизбежен сдвиг рабочей частоты датчика, который может повлиять на его чувствительность (или не повлияет?).
А что есть КИГ?

Индуктивност как раз и шунтирована емкостью датчика. Сдвинуть частоту датчика тяжело, это резонанс его собственный.
КИГ катошка индутивности на тороидальном сердечнике. Стандартныей ред промышленно выпускаемых дроселей. Применяли и ДПМ но габориты большие.

Мне кажется, что частота датчика будет меняться. Вот эквивалентная схема датчика:


Здесь Lзап - "запускающая" индуктивность, Lд - эквивалентная индуктивность датчика, Cпс - экв. последовательная емкость датчика, Cпар - параллельная емкость датчика, Rизл - сопротивление излучения+потери. Видно, что включение Lзап в контур сдвинет частоту его свободных колебаний (если резонанс не последовательный).
Вопросы:
1. Какой порядок приведенных величин по отношению к частоте для УЗ датчиков, предназначенных для работы "в воздух"?
2. Какую нужно выбрать индуктивность "запуска" исходя из известных приведенных величин?

По воздуху не скажу.
Работаем по воде. Мегагерц и выше. При этом паралельная емкость выше на порядки и его индутивностью можно пренебречь.
Вопрос учета появляется при разнесении генератора и датчика на сотни метров. Но это уже вопросы согласования линии

[BVU]

что вы всё высокочастотные..., импульсы "крутые"...,
наугад тыкать осцилографом плохо.
рекомендую найти двулучевой осцильник.
пока я не синхронизовал один луч от генератора, а второй не подключил ко входу усилителя, и не стал двигать пластиной, до которой измеряю расстояние... ничего не понимал.
как сигнал на осцилографе увидел, сразу понятно стало:
12в вполне достаточно.
какую задержку между импульсами надо ставить,
как ведёт себя сигнал с расстоянием (кстати для начала отражатель надо бы поставить гдето в 8-10см)
как ВАРУ наконец собрать.

удачи!

Голубчик! Все, что Вы тут нам рассказали было предложено в предыдущих ответах. Так что будьте внимательнее...
Удачи!

[Stanislav]

...Работаем по воде. Мегагерц и выше. При этом паралельная емкость выше на порядки и его индутивностью можно пренебречь.
Вопрос учета появляется при разнесении генератора и датчика на сотни метров. Но это уже вопросы согласования линии

Понятно, тогда, если можно, дайте для конкретного примера следующие величины: рабочая частота, параллельная емкость, индуктивность запуска.

[sergioms]

Господа. Если вам нужно раскачать датчик воль на 100 так зачем вам умножители городить. А не подойдет ли обычный импульсный трансформатор
например на феррите 2000НН. Вот только вопрос в том не будет ли он сильно фронты валить. Но если импульс шириной 125 мкс а это если меандр то 8 КГц.
А 2000НН прекрастно работает и на 300 КГц. Поэтому предложение раскачать датчик через импульсный преобразователь например обратноходовый на одном транзисторе. А длительность фронта 125 мкс запросто возьмет. А про всяние резонансные частоты то пусть плывут, датчик работае и на прием и на передачу. А резонанс она сам найдет , для этого вы и подаете узкий импульс, т.е. дельта импульс (т.е. с большой шириной спектра).

[BVU]

Господа. Если вам нужно раскачать датчик воль на 100 так зачем вам умножители городить. А не подойдет ли обычный импульсный трансформатор
например на феррите 2000НН. Вот только вопрос в том не будет ли он сильно фронты валить. Но если импульс шириной 125 мкс а это если меандр то 8 КГц.
А 2000НН прекрастно работает и на 300 КГц. Поэтому предложение раскачать датчик через импульсный преобразователь например обратноходовый на одном транзисторе. А длительность фронта 125 мкс запросто возьмет. А про всяние резонансные частоты то пусть плывут, датчик работае и на прием и на передачу. А резонанс она сам найдет , для этого вы и подаете узкий импульс, т.е. дельта импульс (т.е. с большой шириной спектра).

Любые фазосдвигающие цепи дадут заметное искажение (уменьшение) крутизны фронта сигнала. Лучшей характеристики моделирования дельта-импульса, чем на ключе пока не сделать. А для получения 100в можно использовать повыщающий преобразователь с токоотдачей достаточной для формирования требуемой импульсной характеристики в излучатель. Но все это слова, пока не будет конкретной схемы для реализации данного 'предприятия'. Понимаю, что подобных схем в открытых публикациях нет, так что High Voltage придется экспериментальным путем сочинять свою...

[Владимир]

...Работаем по воде. Мегагерц и выше. При этом паралельная емкость выше на порядки и его индутивностью можно пренебречь.
Вопрос учета появляется при разнесении генератора и датчика на сотни метров. Но это уже вопросы согласования линии

Понятно, тогда, если можно, дайте для конкретного примера следующие величины: рабочая частота, параллельная емкость, индуктивность запуска.

Третий раз отправляю картинку. Текстовку уже надоело писать. Пройдет картинка если надо будет напишу

[High Voltage]

BVU, а можно пример любого повышающего напряжение преобразователя и спасимбо огромное!

2Владимир, да схема дошла, а можно ли какие-нибудь коментарии.

[BVU]

BVU, а можно пример любого повышающего напряжение преобразователя

http://www.maxim-ic.com/PowerSupplies.cfm
смотри раздел:
Power Supplies and Battery Management -> Switchmode DC-DC Power Supplies -> Inductor Based -> Step-Up.
Могут подайти такие:
MAX8571, MAX8574, MAX1932, MAX5025-MAX5028, MAX1522-MAX1524, MAX1606, MAX1605, MAX618.

[Stanislav]

Понятно, тогда, если можно, дайте для конкретного примера следующие величины: рабочая частота, параллельная емкость, индуктивность запуска.

Третий раз отправляю картинку. Текстовку уже надоело писать. Пройдет картинка если надо будет напишу

Спасибо за схему, но больше интересуют указанные выше параметры для любого реально работающего устройства.

[Владимир]

Понятно, тогда, если можно, дайте для конкретного примера следующие величины: рабочая частота, параллельная емкость, индуктивность запуска.

Третий раз отправляю картинку. Текстовку уже надоело писать. Пройдет картинка если надо будет напишу

Спасибо за схему, но больше интересуют указанные выше параметры для любого реально работающего устройства.

Это схема генератоа из реально работающего, выпускаемого и внесенного в реест прибора.
Писать долго,и я уже три раза писал. О оно пропадало. Теперь раньше понедельника ну никак.

[High Voltage]

Спасибо большое BVU за помощь в подборе элементов. Скорей всего возьму max5027 для тестирования.
Я никогда не работал с индуктивностями, вот вопрос, когда покупать, какие ещё параметры кроме как ёмкости индуктивности(Генри) нужны?

[сэм]

У пьезодатчика 2 резонанса (резонанс и антирезонанс, близкие по частоте) На резонансе -режим передачи, сопротивление чисо активное. Антирезонанс-режим приема, сопротивление чисто емкостное. Поэтому для приема ставится параллельная индуктивность, которая при передачи отсекаетсядиодами. Так делается в эхолотах. Поэтому ,что датчик не потребляет мощьность -великое заблуждение.

[BVU]

Спасибо большое BVU за помощь в подборе элементов. Скорей всего возьму max5027 для тестирования.
Я никогда не работал с индуктивностями, вот вопрос, когда покупать, какие ещё параметры кроме как ёмкости индуктивности(Генри) нужны?

Катушку индуктивности можно изготовить самому, если есть прибор, которым можно замерить значение индуктивности. Лучше мотать на ферритовом кольце с 2000-4000НМ. Можно так же попробовать кольца (из карбонильного железа), тоже неплохо получалось, а иногда лучше, чем на феррите.
Но для Вас лучше всего это купить в магазине. В справочниках MAXIM часто приводятся целый ряд разных производителей катушки который подходят для применения к рекомендуемой схеме. Если в магазине конкретно такой нет, то надо искать аналог, по параметру номинала индуктивности и магнитной проницаемости кольца.

[High Voltage]

Если я никогда с индуктивностями не работал то есстественно предположить что у меня никаких приборов для проверки и изготовления нету, и про ферритовые кольца я толкьо слышал и ничего по поводу 2000-4000НМ не знаю)

[High Voltage]

У меня есть доступ у устройства к 220В, может есть более лечший способ получить чтонибудь между 30 и 100 Вольтами постоянки? Какиенить готовые БП или ещё ченить?

[BVU]

Если я никогда с индуктивностями не работал то есстественно предположить что у меня никаких приборов для проверки и изготовления нету, и про ферритовые кольца я толкьо слышал и ничего по поводу 2000-4000НМ не знаю)

Совет один - купить готовое изделие. Для MAX5027 подойдет:
TOKO 47µH INDUCTOR A915BY-470M
Coilcraf 47µH INDUCTOR DT1608C-473
Sumida 47µH INDUCTOR CDRH4D28-470
либо другой, индуктивность которого 47µH (микро Генри), на кольце с магнитной проницаемостью в диапазоне 468 - 475M.
Вот и все и не надо этого бояться (все это есть в MAX5025-MAX5028.pdf, к тому же там есть пометка 'EVALUATION KIT AVAILABLE', означающее что можно заказать полнофункциональное устройство на этой микросхеме, как законченный узел источника питания).
Что бы чувствовать себя более уверенным в этих вопросах, почитайте литературу по импельсным источникам питания, фильтрам и преобразователям. Для начала изучите импульсную технику - это фундамент этих вещей.

Дерзайте!
VBU

[Stanislav]

У пьезодатчика 2 резонанса (резонанс и антирезонанс, близкие по частоте) На резонансе -режим передачи, сопротивление чисо активное. Антирезонанс-режим приема, сопротивление чисто емкостное. Поэтому для приема ставится параллельная индуктивность, которая при передачи отсекаетсядиодами. Так делается в эхолотах. Поэтому ,что датчик не потребляет мощьность -великое заблуждение.

Простите, не совсем понятно, как можно излучать на одной частоте, а принимать на другой? Допплер мы не рассматриваем.

[High Voltage]

Засёк я отражённый сигнал. На 1-о лучевом своём дремучем осчилографе. Уже после демпфирования и после демфирования были остаточные затухающие колебания датчика, после них был отражённый сигнал. Будем усиливать.

[BVU]

Засёк я отражённый сигнал. На 1-о лучевом своём дремучем осчилографе. Уже после демпфирования и после демфирования были остаточные затухающие колебания датчика, после них был отражённый сигнал. Будем усиливать.

Наконец-то. Примите мои поздравления!
Теперь главное - найти минимальную и максимальную границы расстояния действия отклика. Минимум должен граничить с с затуханием излучающего импульса, а максимум определяется чувствительностью датчика (на прием).

[сэм]

У пьезодатчика 2 резонанса (резонанс и антирезонанс, близкие по частоте) На резонансе -режим передачи, сопротивление чисо активное. Антирезонанс-режим приема, сопротивление чисто емкостное. Поэтому для приема ставится параллельная индуктивность, которая при передачи отсекаетсядиодами. Так делается в эхолотах. Поэтому ,что датчик не потребляет мощьность -великое заблуждение.

Простите, не совсем понятно, как можно излучать на одной частоте, а принимать на другой? Допплер мы не рассматриваем.

Попытаюсь еще . У пьезокерамики 2 резонанса. На первом максимальная эффективност на передачу (сопротивление чисто активное) . На втором эффективност на прием максимальна (сопротивление чисто емкостное.) поэтому лучше применять 2 датчика-один на прием, другой на излучение, естественно с сдвинутыми характеристиками на разницу между резонансами. Чтобы увеличить сигнал на приеме парралельно датчику(емкости) ставят нужную индуктивность

[Stanislav]

У пьезокерамики 2 резонанса. На первом максимальная эффективност на передачу (сопротивление чисто активное) . На втором эффективност на прием максимальна (сопротивление чисто емкостное.)  поэтому лучше применять 2 датчика-один на прием, другой на излучение, естественно с сдвинутыми характеристиками на разницу между резонансами. Чтобы увеличить сигнал на приеме парралельно датчику(емкости) ставят нужную индуктивность

Теперь более понятно. То есть, Вы предлагаете излучать на частоте параллельного резонанса, а принимать - на последовательного (хотя, как мне кажется, сопротивление датчика на этой частоте будет иметь в точках подключения активный характер). С помощью индуктивности Вы лишь предлагаете его сдвинуть к излученной частоте. Тогда сопротивление датчика будет иметь активный характер с низким импедансом, что, конечно, лучше согласуется с низкоомным входом усилителя.

[High Voltage]

Усилил сигнал на компараторе. Но маленькое расстояние на 12 Вольтах получается, надо усиливать напряжение на передачу.

[Владимир]

У меня есть доступ у устройства к 220В, может есть более лечший способ получить чтонибудь между 30 и 100 Вольтами постоянки? Какиенить готовые БП или ещё ченить?

Нет не лучший.
Со всех точек зрения.
в том числе безопасности,

[BVU]

Усилил сигнал на компараторе. Но маленькое расстояние на 12 Вольтах получается, надо усиливать напряжение на передачу.

Компаратор сигнал не усиливает а работает как детектор, который сравнивает заданный порог срабатывания с уровнем сигнала и при достижении этого уровня (при привышении) переключается в другое состояние ('0' / '1').
Усиление производится усилителем (усилительный транзисторный каскад, операционный усилитель, усилитель мощности ...).
Если Вы усилите сигнал перед компаратором, то импульса возбуждения при питании +12В думаю будет достаточно. А потом посмотрите справочные данные датчика (я Вам их приводил в предыдущих ответах) по действию на минимальное и максимальное расстояние. Если они Вам не подходят, необходимо использовать другой датчик с требуемым диапазоном действия.

[High Voltage]

В специфкации там от 6см до 30см, в принципе подходит, только минимальный порог поменьше бы. А вы не знаете ли каких-нибудь ещё датчиков?

[BVU]

В специфкации там от 6см до 30см, в принципе подходит, только минимальный порог поменьше бы. А вы не знаете ли каких-нибудь ещё датчиков?

Похоже Murata в этом деле преуспели больше других, т.к. эти датчики наиболее популярны и доставаемы (а так же приемлемая цена). Но как правило всегда есть и другие. В здоровом мире должно выть - разнообразие.
Задайте этот вопрос на форуме в разделе: Метрология, датчики, измерительная техника. Не сомневайтесь, ответов будет достаточно.

[NAP]

High Voltage, что у тебя получилось с дальномером?
Что-то тема заглохла...

[High Voltage]

Да, получилось. Работает. Просто мне щас пришлось немного отложить дальномер. Он пока в цифре не выдаёт, только на осчилографе =)))
А что ты хотел ? ;-)

[NAP]

Передо мной стоит такая же задача, нужно излучать УЗ импульс, только в материал (а не в воздух, как у тебя) и смотреть отклик. Кстати, использую датчики той же фирмы. По сути задача, такая же у тебя. Пока еще опыты не начинал, собираю детали. Почитал форум, теперь знаю с чего хотя бы начинать... Ты придумал, как умножать напряжение? И вообще не можешь выложить что в результате получилось(схему)? Думаю, интересно будет не только мне ;-)