طراحی و ساخت دستگاه تطبیق امپدانس پهن باند برای سامانه های سوناری

سامانه های اولتراسونیک از مبدل های کوارتز و سرامیکی برای تولید توان صوتی استفاده می کنند. محدودیت اصلی در تولید این توان، ناکافی بودن توان الکتریکی ورودی به دلیل ضریب توان کم و امپدانس بالای مبدل است. در این کار یک روش قاعده مند برای طراحی شبکه های تطبیق امپدانس الکتریکی باند پهن با ارائه یک روش تلفیقی جدید، با کمک ترکیبی از روش موسوم به محاسبه مستقیم فرکانس واقعی (RFDT) و روش CAD برای مبدل های اولتراسوند پیزوالکتریک استفاده شده است. فرآیند طراحی و ساخت شامل پنج مرحله کلی است: ۱) تعیین مدار معادل مبدل پیزوالکتریک بر اساس میزان ادمیتانس اندازه گیری شده در بازه فرکانسی مطلوب و تحت شرایط کاری واقعی با کابل ۱۰۰ متری و عمق مناسب در یک استخر بدون انعکاس مناسب ۲) طراحی مجموعه ای از شبکه های تطبیق امپدانس، با استفاده از نمودار اسمیت کامپیوتری با نرم افزار ADS وSMITHCHART.V.۴ ۳) استخراج و اجرای مدل شبیه سازی مبدل با تطبیق برای ارزیابی بهره و توان بازگشتی و پهنای باند شبکه های تطبیق امپدانس طراحی شده و بررسی اثربخشی رویکرد ارائه شده از طریق طراحی، اجرا، و مشخصه سازی شبکه های تطبیق امپدانس برای مبدل انتشار صوتی پهن باند ۴) طراحی مدارات جانبی برای هوشمندسازی و انتخاب IMN مناسب؛ ۵) ساخت EIMN هوشمند مورد نظر و آزمایش نهایی. نتایج حاصله از این تحقیق، در بهترین حالت تطبیق و شرایط ایده آل، در شبیه سازی با ADS، ۸۵ دسی بل بهبود برای S۱۱ و ۲۶دسی بل بهبود برای S۲۱ ارائه می نماید. در شرایط کاری و با استفاده از المان های اندازه واقعی فیلترها، ۵۸ دسی بل بهبود در S۱۱ و ۲۶ دسی بل بهبود در S۲۱ بدست آمد.

کلیدواژه ها:

شبکه تطبیق امپدانس ، مدار معادل پیزو الکتریک ، مبدل&lrm ، های پیزوالکتریک