超音波距離計 第七回:受信素子の駆動モデル

LTspiceでビヘイビア電源ほかで紹介した電流制御電流源を用いて、超音波受信素子を電流駆動するシミュレーションをLTspiceにて行いました。

002_20101113025624.png 003_20101113025623.png


パルス数の限界


超音波距離計 第六回:送信パルス数にて送信パルス数を増加させていくと、やがて計測上限距離が伸びなくなる限界に達するのではないかという予想を立てました。


003_20101102040215.png
fig.1: パルス数と距離の関係の予想


送信素子は共振回路であり、パルス数に対する送信強度は複雑に変化します。
そこで送信波形に対応した波形をもつ電源で受信素子を駆動する必要があります。

電流制御電流源でモデル化


基本的な考え方は、送信素子の抵抗成分で消費される電流と同じ電流波形で受信素子を駆動するというものです。
距離が離れるほど超音波のエネルギーが減衰するため、定性的ではありますが、増幅率を変化させることにより距離の変化も見ることもできると思います。

超音波送信素子のSPICEモデルは、超音波距離計 第四回:超音波素子の等価回路でモデル化を行ったものを、送信素子の駆動回路は第五回:ドライバの出力抵抗でモデル化したものを利用しました。

シミュレーション結果


以下に送信素子と受信素子の間にLTspiceでビヘイビア電源ほかで紹介をした電流制御電流源をはさんだシミュレーションの結果を示します。


002_20101113025624.png
fig.2: 受信素子のスケマティック

003_20101113025623.png
fig.3: シミュレーション結果


実測との比較はやっていない


本来ならここで素子の応答波形を実測して、シミュレーション結果との比較を行うことによりモデル化の妥当性を検証すべきなのですが、手元に使える素子が無いのでやりません。

したがって、どの程度正しいのかはちょっと自信がありません。

超音波距離計に関する連載では、すべてLTspiceによるシミュレーションだけで話を進めているので、折角なので最後まで実測無しで進めてみようかなと思います。

関連エントリ




付録


このエントリで使用したLTspiceのシミュレーション用ファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。


フィードバック



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ

 ↑ 電子工作ブログランキング参加中です。1クリックお願いします。


コメント・トラックバックも歓迎です。 ↓      


 ↓ この記事が面白かった方は「拍手」をお願いします。


tag: LTspice 定電流 

comment

Secret

FC2カウンター
カテゴリ
ユーザータグ

LTspiceAkaiKKRmachikaneyamaScilabKKRPSoCOPアンプPICCPA強磁性常微分方程式モンテカルロ解析odeトランジスタ状態密度インターフェーススイッチング回路ecaljPDS5022DOS定電流半導体シェルスクリプト乱数レベルシフトHP6632Aブレッドボード分散関係温度解析R6452Aトランジスタ技術I2C可変抵抗反強磁性セミナー数値積分確率論偏微分方程式バンド構造非線形方程式ソルババンドギャップ絶縁熱設計シュミットトリガLEDA/Dコンバータ三端子レギュレータLM358ISO-I2CGW近似カオスフォトカプラマフィンティン半径TL431数値微分PC817Cアナログスイッチ直流動作点解析発振回路USBサーボカレントミラー74HC4053パラメトリック解析LDAbzqltyチョッパアンプ量子力学FFT2ちゃんねるアセンブラBSch開発環境電子負荷ブラべ格子イジング模型補間基本並進ベクトル標準ロジック単振り子キュリー温度繰り返しMaxima状態方程式失敗談相対論スピン軌道相互作用FETランダムウォーク熱伝導六方最密充填構造コバルトewidthTLP621GGAQSGW不規則合金位相図抵抗SMPcygwinラプラス方程式スレーターポーリング曲線gfortranスイッチト・キャパシタ詰め回路TLP552三角波格子比熱TLP521条件分岐LM555MCUNE555QNAPマントルテスタ過渡解析FXA-7020ZRダイヤモンドデータロガーガイガー管自動計測Writer509UPSシュレディンガー方程式ブラウン運動awk差し込みグラフ熱力学平均場近似仮想結晶近似VCAfsolve井戸型ポテンシャルVESTA起電力スーパーセルOpenMP第一原理計算ubuntu固有値問題L10構造OPA2277interp12SC1815fccウィグナーザイツ胞面心立方構造フィルタジバニャン方程式ヒストグラム確率論マテリアルデザインspecx.f等高線正規分布PGAフェルミ面非線型方程式ソルバ初期値固定スピンモーメントスワップ領域ルチル構造リジッドバンド模型edeltquantumESPRESSO岩塩構造BaOSIC二相共存ZnOウルツ鉱構造フォノンデバイ模型c/aノコギリ波全エネルギーFSMTeXgnuplotmultiplotハーフメタルCapSense半金属合金結晶磁気異方性Ubuntu文字列入出力TS-110TS-112疎行列Excel直流解析ヒストグラム円周率不規則局所モーメントトラックボールPC等価回路モデルパラメータ・モデルキーボードRealforce三次元マンデルブロ集合フラクタル化学反応重積分縮退日本語最小二乗法関数フィッティングGimpMAS830LHiLAPW熱拡散方程式両対数グラフナイキスト線図負帰還安定性陰解法Crank-Nicolson法P-10クーロン散乱境界条件連立一次方程式片対数グラフEAGLEPIC16F785LMC662トランスシンボルCK1026線種凡例MBEAACircuitグラフの分割軸ラベルifort

最新コメント
リンク

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ