参量换能器系统主要由PC机、超声波发射电路、声波接收电路、发射换能器、传声器和数据采集卡组成。本文拟建立如图2所示的参量换能器实验验证系统。其中超声换能器和传声器是用来实现超声波信号发射和声波信号接收的装置；超声波发射电路是用来产生一定频率的载波和调制信号，通过调制、放大后驱动换能器发射出超声波信号；声波接收电路是用来对回波信号进行放大、滤波等调理，以便送人数据采集卡，然后由计算机进行数据处理。
3发射电路的设计参量换能器的超声波发射电路，主要包括信号产生电路和功率放大电路。信号产生电路主要是用来产生超声波信号，功率放大电路主要是用来提高电路的发射功率从而驱动换能器发射出超声波信号。3.1信号产生电路参量换能器采用正弦信号作为载波信号；调制信号可采用Ricker信号(由PC机产生)。正弦信号拟用LM741设计了一种RC桥式正弦波振荡电路，如图3所示。该电路采用电压串联负反馈，具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点。图中，D1，D2为二极管元件，其作用是限制输出电压的摆幅不断增大，避免输出波形失真。放大电路由电阻R1和R2，R3以及Rd的等效电阻Rf构成的负反馈组成，其中Rd为二极管的内阻。放大电路的放大倍数为：
选频网络由RC组成的串并联电路组成，其特征频率为：
根据试验需要，可以调整R，C的值，得到需要的振荡频率。该选频网络的频率特性为：
根据以上各关系式以及电路的起振条件，可以确定放大电路反馈回路中R1和R2，R3的比值。
可根据实验需要，选择合适的RG来确定电路的增益。4.2带通滤波放大电路带通滤波器是用高阻抗运算放大器(TL082)和RC阻容元件构成的放大器和有源带通滤波器。二阶有源带通滤波器的传递函数为：
式中，ω0为带通滤波器的中心角频率，ω0=2πf0，(f0=8kHz)；Q为品质因素；A为滤波器的增益。若BW为带宽，则有Q=f0／BW，滤波器的参数满足如下关系：
当所需带宽为BW=4kHz，增益A=5，C1=C2时，则将已知数值代入上式，计算得：若C1=C2=681pF，则R1=11.7kΩ，R2=19.5kΩ，Rf=117kΩ。
THE END