SU119025A1

SU119025A1 - Method for determining frequency and phase characteristics of ultrasound receivers

Info

Publication number: SU119025A1
Application number: SU607482A
Authority: SU
Inventors: Е.В. Романенко
Original assignee: Е.В. Романенко
Priority date: 1958-09-11
Filing date: 1958-09-11
Publication date: 1958-11-30

Description

Существующие методы определени частотных и фазовых характеристик приемников ультразвука, основанные на измерении чувствительности приемника и сдвига фазы в р де точек рабЬчего диапазона частот, не обладают достаточным быстродействием, требуют высокой стабильности приемной радиоаппаратуры и питающего источника генератора, широкополосности источника ультразвука или возможности смены и настройки источников излучени при различных частотах.Existing methods for determining the frequency and phase characteristics of ultrasound receivers, based on measuring receiver sensitivity and phase shift in a number of points of the operating frequency range, do not have sufficient speed, require high stability of the receiving radio equipment and the power source of the generator, broadband source of ultrasound or the ability to change and tune the sources radiation at various frequencies.

Предлагаемый способ определени частотных и фазовых характеристик приемников ультразвука основан на сравнении спектрального состава напр жени , измеренного на выходе миниатюрного приемника, помещенного в ультразвуковом поле на таком рассто нии от излучател , на котором волна становитс пилообразной, со спектральным составом «идеальной пилы. Рассто ние от излучател , определ ющее пилообразную форму волны, определ етс известным соотнощениемThe proposed method for determining the frequency and phase characteristics of ultrasound receivers is based on comparing the voltage spectral composition measured at the output of a miniature receiver placed in an ultrasonic field at a distance from the radiator where the wave becomes sawtooth, with the spectral composition of an ideal saw. The distance from the radiator, which determines the sawtooth waveform, is determined by the known ratio

г Ро СоMr. Ro So

- (К+1)Р, где f -длина волны улыразвука,- (K + 1) P, where f is the wavelength of a smile signal,

Ро - плотность воды.Ro is the density of water.

Со - скорость звука в воде,Co is the speed of sound in water

РО - амплитуда давлени ,PO is the pressure amplitude,

К -коэффициент, равный дл воды 7,15.K is a coefficient equal to 7.15 for water.

Это соотношение выполнимо, когда волна на некотором рассто нии становитс расход щейс , и обеспечиваетс условиемThis relationship is feasible when the wave at some distance becomes divergent, and is provided by

.. : 4/. ,: .. : four/. ,:

где:/)-диаметр излучател .. , ,.:: -,, ,:, ,where: /) is the diameter of the radiator ..,,. :: - ,, ,,:,,,

119025- 2 - 119025-2 -

Спектральный состав напр жени на выходе приемника, получен.ный путем анализа формы напр жени , сфотографированной с экрана осциллографа например, анализатором Мадера, сравниваетс со спектральным составом «идеальной пилы, что непосредственно дает частотную характеристику приемника ультразвука. Данные о спектральном составе волны, полученные с помощью анализатора Мадера, позвол ют также вычислить фазовую характеристику приемника.The spectral composition of the voltage at the output of the receiver, obtained by analyzing the shape of the voltage photographed from an oscilloscope screen, such as a Madera analyzer, is compared with the spectral composition of an ideal saw, which directly gives the frequency response of the ultrasound receiver. The spectral composition data of the wave, obtained with the Madera analyzer, also makes it possible to calculate the phase response of the receiver.

Точность описанного способа определ етс в основном ошибками определени частотной и фазовой характеристик приемной радиоаппаратуры и ошибками механического анализа полученных осциллограмм, а также конечными размерами фронта волны, котора не будет нулевой из-за разного рода диссипативных потерь в среде.The accuracy of the described method is mainly determined by the errors in determining the frequency and phase characteristics of the receiving radio equipment and the mechanical analysis errors of the received oscillograms, as well as the final dimensions of the wave front, which will not be zero due to various dissipative losses in the medium.

Предмет изобретени Subject invention

Способ определени частотных и фазовых характеристик приемников ультразвука, меньших длины ультразвуковой волны, основанный на использовании нелинейных эффектов при распространении ультразвуковых волн конечной амплитуды в воде, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и ускорени процесса измерени , приемник ультразвука помещают в ультразвуковое поле волн конечной амплитуды на такое рассто ние от излучател , где ультразвуковые колебани принимают пилообразную форму, измер ют спектральный состав напр жени на выходе приемника, например, анализатором Мадера , сравнивают его со спектральным составом напр жени «идеальной пилы на одной частоте и определ ют частотную и фазовую характеристику приемника в широком диапазоне частот.The method of determining the frequency and phase characteristics of ultrasound receivers smaller than the ultrasonic wavelength, based on the use of nonlinear effects during the propagation of ultrasonic waves of finite amplitude in water, characterized in that, in order to improve the accuracy and accelerate the measurement process, the ultrasound receiver is placed in the ultrasonic wave field of the finite amplitudes at such a distance from the radiator, where the ultrasonic oscillations take a sawtooth shape, measure the spectral composition of the output voltage at A simulator, for example, a Madera analyzer, compares it with the spectral composition of the voltage of an ideal saw at one frequency and determines the frequency and phase response of the receiver in a wide frequency range.