低壓電源的超聲波發射電路設計

超聲波的應用領域非常廣闊，比如軍事上的聲納技術，工業上的無損探傷、測距、測厚，生物醫學上的診斷和手術，農業上的超聲育種、超聲培苗、超聲催產等。

　　在超聲波應用領域中，超聲波發射電路是系統中的關鍵部件。隨著電子技術的發展和測量系統等在性能和精度方面的要求不斷提高，檢測儀器向高集成度、高靈敏度、低功耗及模塊化方向發展。其中，超聲發射電路是影響其性能的關鍵技術。超聲發射電路的主要功能是用來產生不同形式的超聲波，以滿足實際需要。目前，超聲波發射電路設計方法眾多，其供電直流電壓一般較高，以產生幾十到幾百伏的超聲脈沖激發電信號。利用低的直流電壓產生高的電壓激發脈沖，不僅可以提高檢測靈敏度，增加檢測有效范圍，提高檢測信號的抗干擾能力，同時可以使得發射電路的體積減小，成本降低，便于儀器小型化。

　　本文通過對現有超聲波檢測發射電路的研究的基礎上，設計了一種簡單、可靠、實用的發射電路。該電路以5V低壓電源供電，RLC串聯諧振產生高壓脈沖信號，滿足電路便攜和安全性要求，改善了檢測裝置的靈敏度和抗干擾能力，取得了良好的效果。

2、超聲波檢測發射電路基本結構

　　檢測電路的基本結構如圖1所示，主要由控制信號、隔離環節、驅動電路、RLC電路和直流高壓等部分組成。控制信號實現脈沖超聲波發射控制的功能。隔離電路用來防止發射電路可能對其它電路造成電磁干擾，防止其它電路被燒壞。脈沖信號通過功率絕緣柵場效應管的高速關斷來產生，驅動功率絕緣柵場效應管相當于驅動帶容性負載的網絡，在高頻工作時電子開關的電氣特性對系統的性能有很大影響，絕緣柵場效應管電容的充、放電造成的損耗十分顯著，為提高脈沖幅值需增強絕緣柵場效應管的開關特性，需要合理的驅動電路，常用的場效應管驅動電路有CMOS緩沖器并聯驅動、場效應管對管驅動和雙極性三極管功率驅動3種形式[1]。RLC電路通過諧振產生高頻信號，通過匹配網絡來調諧使電路工作在換能器的諧振頻率。直流高壓電源由直流逆變器或其它電源模塊來實現。

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