Здравствуйте. Есть задача выдать на пьезоизлучатель (полное сопротивление 1-1,5 кОм) акустический фазоманипулированный сигнал амплитудой примерно 400В. Длительность излучения -50 мс. Источник питания - 12В. Сигнал выдается с кодека. Никогда с таким вопросом дела не имел, поэтому не знаю где копать. Ясно, что видимо нужен внушительный накопитель энергии, работающий в ключевом режиме (заряд-разряд). Подскажите где почитать про решение подобной задачи, про общий принцип реализации и на какой элементной базе в современном мире она решается. Вообщем, ткните носом в азы и где копать. Спасибо.

Трансформатор!

Мммм.. какие еще есть предложения? Тут начал копать... Кто что знает про усилители класса D для подобных частот и напряжения драйвера и ключи найдутся?

Из описания следует, что нужен одиночный импульс. Зачем тогда УНЧ класса D?
Если это не так, а есть пачка, то какой частоты?

50мс излучаем, 50мс пауза. За паузу надо "зарядиться".

Частота несущей - 12кГц. Сигнал фазоманипулированный.

Покапайтесь в гидроакустике, ГАС (гидроакустические станции).

+1

Покажите такой трансформатор, который передаст прямоугольный импульс 50 мс да еще и фазу сохранит. Амплитуда 400 В !

Ну импульс на самом деле не прямоугольный, а фазоманипулированный синус, посылочка символов 2 или 4 полюса. Вот с фазой у транса как раз и сомнения ощутимые...

Импульсы все равно короткие, что с ними сделает трансформатор? ТДЛ на такие частоты и напряжения замучаетесь мотать. Почему не сделать выход на полевиках? У Вас как раз получится ГАС. На титанат бария надо подавать большую мощность, на резонансной частоте у него резко падает сопротивление и мощность качать придется приличную.

После пояснений..
Мощность в импульсе 150 ватт приближенно. На 12 вольтах это будет ампер 14-16... Современные полевики такое потянут уверенно. А на 12 кГц трансформатор.... ну, на феррите тяжело, но мыслимо. Конечно, пермаллой найти сложноее.
Если на излучатель можно подавать прямоугольник, то лучше сделать просто повышалку малогабаритную с 12 на 400 вольт с частотой килогерц 80, а там мостом на полевиках излучатель коммутировать. 12 килогерц для полевиков даже с оптронным управлением - черепашья скорость. А в 400-вольтовых конденсаторах запасти энергию легко.

Microwatt, не совсем понял - чайник. На излучатель (пьезо) думаю можно подать и прямоугольник - 400 В - это не предел для него, а сам по себе он все сфильтрует - такая штука уже когда-то работала с ЛЧМ. Что Вы имеете ввиду про повышалку на 80 кГц? Чисто усилок, питание или "два-в одном"? Дело в том изначально меня как раз интересовало как грамотно схемотехнически реализовать закачку энергии в емкость, чтоб без существенно просадки по ходу излучения и пр. возможных неприятностей. Но прислушиваюсь ко всем советам. Поясните, если не трудно чуть подробнее. Всем спасибо.

Трансформатор компенсирует ёмкость, делает г.развязку и повышает напряжение (столько плюсов, что безальтернативно), но делать коэфф. передачи больше чем 5 раз не советую. Конечно транс на феррите.

Если это излучатель на резонансной частоте, то еще раз говорю, сопротивление излучателя мало. Для получения на излучатели 400 В, десятки киловатт качать надо. Есть сдесь гидроакустики? Поясните человеку, какую мощу ГАС излучает.

InvisibleFed
А что и куда собрались передавать с помощью фазовой манипуляции ультразвука(скорее звука).

Давайте в открытую: Вы из разведки или контрразведки?
В любом случае... )

Что трудно ответить? Информацию вероятно.

Был в командировке - не мог писать. Я не из разведки, но суть правильная - задача из гидроакустики. Передавать информацию само-собой =). Microwatt, все еще надеюсь на пояснение от Вас. Столько споров вокруг трансформатора. Не зная истины, боюсь только нехилых размеров получиться трансформатор... Ох уж эта механика...

Найдите схему любой ГАС и не мудрите.

Видите ли, на бегу все проблемы могут показаться простыми, но я называю то, что пришло бы мне в голову как вариант в первую очередь, если бы мне такую задачу поставили. И как я еще ее понял тоже вопрос....
Я бы просто через нерегулируемый двухтактник поднял напряжение до вольт 400-500. Это достаточно компактная схема на колечке или Ш-образном феррите сечением около 1см на частоте килогерц 50-80. Возможно, напряжение 400 вольт нужно еще и стабилизировать, я не знаю характеристик излучателя...
Зарядивши от него конденсатор- накопитель работал бы далее по звуковому сигналу мостовым (или даже полумостовым) коммутатором на полевиках. Для них 12 кГц - бег на месте.
Трансформатор же на 12 кГц - да, конструктивно проблема. В железо эти частоты уже не лезут, а в ферриты - еще не лезут. Пермаллои ленточные сейчас непопулярны, их нет. Потому, нужно вопросы с нужным напряжением сместить в сторону высоких частот и конструктивно разумных моточных.

Феррит нужно с зазором брать - тогда не насытится, самые большие Е переваривают киловатт - есть ещё PM-core

В тех схемах ГАС, которые мне попадались не используется фазовая манипуляция. В основном это обыкновенные резонансные схемы, пригодные только для тональных и ЛЧМ сигналов. Мне же необходимо сохранить фазу. Впрочем, я понимаю, что в природе достаточно ГАС, в которых используются фазоманипулированные сигналы, но вот схем в открытом доступе...



Правильно ли понял - повышаем напряжение, заряжаем емкость, выплевываем энергию на ... что? Принцип трансляции аналогового сигнала?
У меня в голове пока тупое (потому что банальное) и не слишком простое решение в виде повышение напряжения источника питания до 400В, зарад емкости, коммутация этого добра на усилитель класса D, или работающий на этих же принципах.



Боюсь спросить - а какого размера "самые большие"? Сеьезно.

Померил - 55мм

Есть вещи, на которые можно дать абсолютно уверенный ответ.
Зазор тут вообще ни при чем. Не надо вгонять в насыщение подмагничиванием.
Не знаю за самые большие, но далеко не самые большие Е65 переваривают 3-4 киловатта всего на 50 кГц и ничего с ними не случается. С обдувом, конечно. А вот РМ.... сомневаюсь..


Да, вчерне идея о высоком рабочем и накоплении/ сглаживании потребления в импульсе - так.
Но дальше... нам всем часто мешает зашоренность - привычка любую задачку подогнать по решению к той, что решали в классе вчера.
Усилитель класса D предполагает высокочастотную (порядка 100-200кГц )ШИМ- модуляцию для получения низкочастотоного (звукового) сигнала сложной формы с приемлемыми искажениями.
Вам это ни к чему. Вы прямо из этих 400 вольт можете мостом-полумостом подавать 12 кГц на излучатель в виде прямоугольных импульсов или немного подвалить фронты пассивным LC- фильтром. При такой частоте для управления полевиками сгодятся даже ширпотреб-оптроны. У них полоса 70-150 кгц легко.
И с выхода МК сформируете непринужденно через оптроны все ЧМ, ФМ, и все, что нужно.

В насыщение вгонял на переменном токе - E27 N49 на 20кгц дают 1.7квт, на 12кгц будет 1квт. Давно этим не занимался и не знал, что появились в продаже E65 - самые большие 10 лет назад были PM - но у них с теплоотводом от провода плохо, поэтому 3-4квт они не дают. А в импульсе это хорошее решение, потому что рассеянье меньше.
А транс всё-равно не мешает поставить, хотя он и больше по размеру чем просто L.

Здесь обсуждалось подобное.

Jam, трансформатор на переменном токе НИКОГДА не входит в насыщение. При сколь угодно большой передаваемой мощности, до плавления меди в обмотках. По определению, магнитный поток в трансформаторе равен НУЛЮ.
Самый опасный режим - работа на холостом ходу. Если при этом он не насыщается, то не будет насыщаться никогда.
Все, что приводит к насыщению, связано с подмагничиванием на постоянном токе.

Не могу согласиться, кстати. Слишком высокий размах индукции запросто заведёт сердечник в насыщение при совершенно симметричной её форме. Трансформатор может даже не успеть понять, что в токе первички нет постоянной составляющей.

Чтобы трансформатор "понимал" рассчитайте правильно ток холостого хода. Не превышайте оту самую индукцию.
А далее - он не войдет в насыщение ПРИ ЛЮБОЙ нагрузке.
Мы опускаем часто первую формулу из букваря по ТОЭ за практической ненадобностью:
Ф1=сигма Фi
Что в переводе означает: "алгебраическая сумма магнитных потоков, создаваемых всеми обмотками в трансформаторе равна нулю".

Зачем же Вы тогда такие большие ферриты взяли - ведь по Вашей логике для увеличения передаваемой мощности надо уменьшать трансформатор, поскольку уменьшается длина провода , а соответсвенно , и потери - получится приличная экономия на феррите.

Оно канешно. Правда, в идеальном трансформаторе. Я к тому, что постоянная составляющая тут вроде ни при чём. Да и "при любой нагрузке" - опять же, сильно. Можно ж понять буквально. А что, если она не симметрична?

Извините, что влезаю, но немного занимался силовой электроникой (несколько лет, но 10-15 лет назад). Из того, что вспомнил - датчик несимметричности перемагничивания трансформатора двухтактного полу- или полномостового конвертора мощности, который отслеживает проблему на десятках-сотнях кГц и долях-единицах киловатт. Он может выполняться несколькими способами (на вскидку: вроде как, виток провода или пермалоя, сам делал только полумостовые конверторы со средней точкой, поэтому точно не знаю). Здесь десятки Герц и десятки кВатт, может стоит адаптировать датчик под эту мощность и эту частоту?

Понимать так и нужно. При любой нагрузке, на переменном токе.
Любая нессимметричность - подмагничивание постоянным током. Это уже не режим трансформатора, это дроссель с подмагничиванием. Он должен рассчитываться на определенный ток подмагничивания.

Увы постоянного тока через трансформатор не течёт, поскольку его обычно от остальной схемы отделяют конденсатором . Трансформатор в данном случае работает как запасающий дроссель, компенсирует ёмкость керамики, а за одно может быть датчиком тока( компенсированный с помощью RCотвод) и г.развязкой. Выходной каскад делается как источник тока.

В двухтактных трансформаторных усилителях постоянный ток возникает из-за несимметричности плеч.

И каким образом он пролазит через конденсатор? Он может образоваться только в самом трансформаторе при насыщении, если конечно этот усилитель такой кривой.

Да, радикальное средство от подмагничивания - работать через конденсатор.

Посмотрите на схему по ссылке в посте 26.

Ничего не имею против такой реализации оконечника, по драйверам и прочему на схеме однако большие сомнения. Чтобы избежать подмагничивания можно сделать комплиментарный полумост с конденсатором на выходе.

А что это такое: комплИментарный полумост с конденсатором на выходе?

А это когда сверху p-транзистор , а снизу п-транзистор , а посредине конденсатор.

В любом случае не от слова комплимент. А изобразить не смогли бы? А то что-то мысль не улавливаю...

Вот - надеюсь Ваша фантазия дорисует http://electronix.ru/forum/style_images/1/...e_types/pdf.gif

Да вот только боюсь, что что-нибудь не то... А куда второй конец конденсатора? К обмотке трансформатора? А дальше? Просто известная мне схемотехника полумостов содержит в остальных двух плечах конденсаторный делитель, так что этот вроде выходит лишним. А смысл комплементарной пары? Упростить управление? Так это только для низковольтного питания хорошо. Да и то не всегда...

Я и не предлагал это от 400в запитывать(хотя можно), ну а в остальном нужно только немного напрячь фантазию - чего и Вам желаю.

А зачем комплементарный?
Есть же дешевые драйвера типа L6385E
И зачем тогда вообще трансформатор?
DC-DC 12В -> 400В и полумост.

Ниначём не настаиваю - делюсь опытом и идеями... L6386 пробывал - не очень надёжные, но вполне рабочие.

После поисков и соизмерения всех за и против, прихожу к выводу, что трансформатор действительно неплохое решение. Теперь вопрос: как и на чем намотать именно, ну что ли аудио трансформатор?

Феррит N27. Берёт сомнение про 1ком, но Вам виднее.

какая механика это электротехника или электроника на худой конец...
вычислим мощность, 400В в квадрате деленное на сопротивление 1.6К ..порядка 100Вт на частоте 80КГц размеры будут маленькими...потом если резонатор, значит имеет резонансы (в воздухе довольно резкие, добротность высока а в воде нагрузка и соосно добротнасть меньше и еквивалентные сопротивления другие) затем, при резонансе, это уже не емкость а может быть и индуктивность, что бы все это хозяйство излучалось сопротивление излучателя должно быть активным а не реактивным, по мере возможностей, и учтите в воде все это ведет себя не так как в воздухе...есть у них КПД коэф преобразования, ну и вот он находиться в районе резонанса последовательно парраллельного, поэтому заводить его на произвольной частоте, типа как емкость, не алле, будет стоячая волна а бегущей нет...
про это речь?