电容式微机械加工超声换能器(cMUT)具有频带宽、灵敏度高等优点,而设计高压高频的驱动电路则是实现其优异性能的前提。针对现有驱动电路体积过大等问题,在对换能器简化模型做有限元分析求得其工作电压基础上,提出了用FPGA控制8片脉冲发...电容式微机械加工超声换能器(cMUT)具有频带宽、灵敏度高等优点,而设计高压高频的驱动电路则是实现其优异性能的前提。针对现有驱动电路体积过大等问题,在对换能器简化模型做有限元分析求得其工作电压基础上,提出了用FPGA控制8片脉冲发射专用芯片HV7350直接驱动换能器64阵元的方案。并对其中一个通道进行了验证,产生的30VPP、400 k Hz脉冲使换能器能够在0.5 m距离下接收到4.4VPP的一次回波信号。本驱动电路具有高度集成,操作简单,幅值可调,频率可控的特点,为cMUT的应用提供了可行的参考。展开更多
电容式微机械超声换能器收发一体电路研究的难点为换能器模式的转换和高频微弱信号的检测。文中利用限幅原理设计了收发隔离电路,实现了换能器发射与接收模式的分离,并设计了基于跨阻放大的检测电路,实现了对高频微弱信号的提取,克服了...电容式微机械超声换能器收发一体电路研究的难点为换能器模式的转换和高频微弱信号的检测。文中利用限幅原理设计了收发隔离电路,实现了换能器发射与接收模式的分离,并设计了基于跨阻放大的检测电路,实现了对高频微弱信号的提取,克服了以上难点。通过水下测试系统的搭建,对其进行实验验证,结果表明收发一体电路的检测精度可达到25 p F/s,同时该电路还具有良好的线性度和稳定性。展开更多
为提高用于水下成像的电容式微机械超声换能器的指向性,文中用ANSYS力电耦合分析法设计了工作频率为400 k Hz的收发一体传感器的结构参数并完成了实验验证。同时研究了阵列设计方法,分析了电容式微机械超声换能器阵列各参数对指向性的影...为提高用于水下成像的电容式微机械超声换能器的指向性,文中用ANSYS力电耦合分析法设计了工作频率为400 k Hz的收发一体传感器的结构参数并完成了实验验证。同时研究了阵列设计方法,分析了电容式微机械超声换能器阵列各参数对指向性的影响,完成了从微小敏感单元到阵列的设计,实现了阵列指向性的优化设计。该阵列为16阵元的线阵,阵元间距为1.925 mm,阵元宽度为1.82 mm。进行了水下指向性测试,实验表明该线阵的-3 dB主瓣宽度为5?,最大旁瓣级为-13.5 dB,对称性好。该设计是实现较远距离的探测,提高成像分辨率的前提。展开更多
该文通过对电容式微超声波换能器电容值测试分析了传感器的电容性能。该文设计的电容式微超声波换能器是由电容阵列组成的,主要是利用电容的改变来实现能量的转换。它是基于硅硅键合技术的微机电系统的电容式超声传感器,由其制作的传感...该文通过对电容式微超声波换能器电容值测试分析了传感器的电容性能。该文设计的电容式微超声波换能器是由电容阵列组成的,主要是利用电容的改变来实现能量的转换。它是基于硅硅键合技术的微机电系统的电容式超声传感器,由其制作的传感器误差小、工艺流程简单且能进行量产。利用E4990A阻抗分析仪测试传感器电容值在工作电压下随频率的变化,得出频率为400 k Hz时电容值为617.67 p F。并且利用该仪器对传感器进行C-V测试分析而得出其电容的实际值与理论值的误差仅为1.6%。所得结果为对传感器进行理论计算提供了重要支撑,并且为后续转换电路的设计提供了数据支撑。展开更多
通过测试电容值的变化来分析电容式微超声波换能器(CMUT)的发射性能。介绍了CMUT的工艺过程,关键工艺为硅硅键合。利用硅硅键合工艺制作的CMUT误差小、工艺流程简单且能进行量产。利用E4990A阻抗分析仪测试CMUT电容值得到CMUT初始电容值...通过测试电容值的变化来分析电容式微超声波换能器(CMUT)的发射性能。介绍了CMUT的工艺过程,关键工艺为硅硅键合。利用硅硅键合工艺制作的CMUT误差小、工艺流程简单且能进行量产。利用E4990A阻抗分析仪测试CMUT电容值得到CMUT初始电容值为680 p F,阵列内电容值一致性良好,误差为0. 62 p F,并对所设计的CMUT进行带宽测试,得出其在-6 d B时归一化带宽为200%,远远优于现有的传感器。展开更多
文摘电容式微机械加工超声换能器(cMUT)具有频带宽、灵敏度高等优点,而设计高压高频的驱动电路则是实现其优异性能的前提。针对现有驱动电路体积过大等问题,在对换能器简化模型做有限元分析求得其工作电压基础上,提出了用FPGA控制8片脉冲发射专用芯片HV7350直接驱动换能器64阵元的方案。并对其中一个通道进行了验证,产生的30VPP、400 k Hz脉冲使换能器能够在0.5 m距离下接收到4.4VPP的一次回波信号。本驱动电路具有高度集成,操作简单,幅值可调,频率可控的特点,为cMUT的应用提供了可行的参考。
文摘电容式微机械超声换能器收发一体电路研究的难点为换能器模式的转换和高频微弱信号的检测。文中利用限幅原理设计了收发隔离电路,实现了换能器发射与接收模式的分离,并设计了基于跨阻放大的检测电路,实现了对高频微弱信号的提取,克服了以上难点。通过水下测试系统的搭建,对其进行实验验证,结果表明收发一体电路的检测精度可达到25 p F/s,同时该电路还具有良好的线性度和稳定性。
文摘该文通过对电容式微超声波换能器电容值测试分析了传感器的电容性能。该文设计的电容式微超声波换能器是由电容阵列组成的,主要是利用电容的改变来实现能量的转换。它是基于硅硅键合技术的微机电系统的电容式超声传感器,由其制作的传感器误差小、工艺流程简单且能进行量产。利用E4990A阻抗分析仪测试传感器电容值在工作电压下随频率的变化,得出频率为400 k Hz时电容值为617.67 p F。并且利用该仪器对传感器进行C-V测试分析而得出其电容的实际值与理论值的误差仅为1.6%。所得结果为对传感器进行理论计算提供了重要支撑,并且为后续转换电路的设计提供了数据支撑。
文摘通过测试电容值的变化来分析电容式微超声波换能器(CMUT)的发射性能。介绍了CMUT的工艺过程,关键工艺为硅硅键合。利用硅硅键合工艺制作的CMUT误差小、工艺流程简单且能进行量产。利用E4990A阻抗分析仪测试CMUT电容值得到CMUT初始电容值为680 p F,阵列内电容值一致性良好,误差为0. 62 p F,并对所设计的CMUT进行带宽测试,得出其在-6 d B时归一化带宽为200%,远远优于现有的传感器。
