CN2222917Y - 小型超声波信号发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型采用高、低压公用直流电源电路，节省了变压器绕组，减少了整流元件，使体积、重量减小，成本降低。采用峰值分流保护电路，使输出即使不慎短路，也不易烧毁功放管。推动和功放级采用与常规甲乙类不同的偏置方法，使静态功耗非常低，既节电，也提高了整机效率，适用电源电压范围也较宽，可在180-250V范围内工作。

Description

小型超声波信号发生器

本实用新型涉及一种超声波信号发生器。

超声波信号发生器，可应用于工业探伤、医疗诊断、保健等各种场合，应用十分广泛，但迄今为止的各种超声波信号发生器，存在声电转换效率低、静态功耗大、适用电源范围有限等弊病。由于其输出电路多采用OTL电路，一旦不慎使输出端短路，就会烧坏功放管，所以，难以保证使用安全。

本实用新型的目的在于设计一种可降低静态功耗，提高声电转换效率，并带有特殊的输出短路保护电路的超声波信号发生器。与现有的各种超声波信号发生器相比，它可以较大地缩小体积，减轻重量，适用的电源范围也较宽。

图1为本实用新型原理框图；

图2为高低压公用直流电源电路；

图3为准互补推挽输出及峰值限流分流保护电路；

图4为整机电路图。

本实用新型由高、低压公用直流电源(1)、振荡级(2)、缓冲级(3)、放大级(4)、推动级(5)及功放级(6)顺序级连而成。在推动级与功放级之间接入了峰值限流分流保护电路。该保护电路由至少两组保护管(T₆、T₇)组成。保护管T₆的基极与功放管T₈的射极相接，T₆的集电极与T₈的基极及推动管T₄的集电极相连，T₆的射极接地；另一保护管T₇的基极与功放管T₉的射极相接，T₇的集电极与T₉的基极及推动管T₅的射极相连，T₇的射极与T₉射极电阻R_e9的下端及推动管T₅的射极电阻R_e5下端(A点)相接。当通过功放管T₈的电流值在正常范围内时，保护管T₆处于截止状态，一旦T₈的电流超过设定值，R_c8上的电压会使T₆导通而对T₈基极电流分流使T₈的电流下降，从而起到了保护作用。T₈所充许通过的最大电流值，可通过R_c8人为设定。T₇对T₉的保护作用亦与上述过程相同。

在电子设备中，导致其自身体积增大、重量增加的一个主要因素是电源变压器。为了减小体积、降低重量及成本，本实用新型简化了电源电路。

在本实用新型中，从变压器B次级抽出中心抽头(10)，将变压器次级绕组两端分别接入整流桥堆Q的C、d两端，并从Q的a、b两端之间输出直流高压、高压电路为桥式整流。

另一路直流输出为低压，从变压器次级中心抽头(10)与桥堆Q的b端之间输出。变压器次级电压处于正半周时，上端(9)为正，下端(11)为负，低压电流从中心抽头(10)端出发，经低压负载到b端，再经D₃整流后回到负端(11)；当变压器次级电压处于负半周时，下端(11)为正、上端(9)为负，低压电流仍从抽头(10)端出发，经低压负载到b端，再经D₄整流后回到负端(9)。因而低压直流电路属全波整流电路。

此电源电路应用电压范围较宽，可在180～250V范围内工作。

对于小型超声信号发生器，还应考虑降低静态功耗，提高声电转换效率。因此，在本实用新型中功放电路及推动电路的静态工作点偏置状态与常规不同，并非偏置在通常的甲乙类，而是让推动管处于微导通状态，其V_BE在0.2～0.3V左右；功放管处于截止状态，其V_BE在0.05V左右。

在本实用新型的实施例中，IC为三端集成稳压电源，可选用78系列的稳压集成块。T₁、R_b11、R_b12、Re₁、L、C₄、C₅、C₆构成了通常的L、C振荡器。振荡频率可选1.3MHz。T₂、R_b2、R_e2、W₁及C₈构成通常的射随器作缓冲用。T₃、W₂、R_b31、R_b32、R_e3、D、W₃、R_c31、R_c32构成了通常的放大器。T₄、T₅、R_c4、R_e5、R_c31、R_c32构成了推动电路。T₆、T₇为峰值分流保护电路。T₈、T₉、R_e8、R_e9则构成功放电路。通过调整W₂，可使

再调整W₃，可使推动管T₄、T₅处于微导通状态，功放管T₈、T₉处于截止状态。此时，保护管T₆、T₇自然也处于截止状态。C₁₀为扩大动态范围的提升电容，C₁₁为隔直耦合电容，Z_L为超声换能器。

本实施例中，T₁、T₂可采用3DG型小功率管，T₃、T₅可采用3DG型中功率管。T₄可采用3CG型中功率管。虽然T₄、T₅管型号不一致，但尽量选用参数一致的管子，使R_c4＝R_e5。T₆与T₇，T₈与T₉则分别采用同一型号的晶体管，并让其参数分别配对。T₆与T₇可选用3DG型中功率管，T₈与T₉可选用3DA型大功率管，且取R_e8＝R_e9。

由于在本实用新型中采用了高、低压公用电源电路、峰值分流保护电路及准互补推挽功放电路，再兼之采用不同于常规的偏置方法，使本实用新型具有如下优点：

1.体积小，可小于140×86×46mm

2.重量轻、成本低。

3.声电转换效率高，可比采用常规电路设计的信号发生器效率提高

，甚至

4.由于本实用新型静态功耗非常低，所以，特别节电。

5.安全。即使不慎发生输出短路情况，也不易烧坏功放管。

6.适用电网电压范围宽，一般在180～250V范围内，甚至更低时，本实用新型仍有信号输出。

Claims (4)

1.一种小型超声波信号发生器，由高、低压公用直流电源(1)、振荡级(2)、缓冲级(3)、放大级(4)、推动级(5)及功放级(6)顺序级联而成，在推动级(5)与功放级(6)之间接入了保护电路(7)，其特征在于该保护电路为峰值限流分流保护并采用至少两组保护管；保护管T₆的基极与功放管T₈的射极相接，T₆的集电极与T₈的基极及推动管T₄的集电极相连，T₆射极接地；保护管T₇的基极与功放管T₉的射极相接，T₇的集电极与T₉的基极及推动管T₅的射极相连，T₇的射极与T₉射极电阻R_e9的下端及T₅射极电阻R_e5的下端(A点)相连。

2.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于所述的直流电源(1)中，高、低压两组直流电源共用变压器次级绕组及整流桥堆(Q)，变压器次级绕组两端分别接入整流桥堆的c，d端，自整流桥堆a.b端间输出高压直流电压，在变压器次级绕组中心接出中心抽头(10)，自桥堆b端与变压器次级中心抽头(10)之间输出低压直流电压。

3.如权利要求1所述的信号发生器，其特征在于推动级中推动管V_BE直流偏置于微导通状态，功放级中的功放管V_RE直流偏置于截止状态。

4.如权利要求1或权利要求3所述的信号发生器，其特征在于推动管的静态工作点的V_BE为0.2—0.3V，功放管的静态工作点V_BE为0.05V左右。

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