Согласование ёмкостной нагрузки в мостовой схеме

Dmitry_Ternovsky · 15.02.2013, 20:04

Здравствуйте, уважаемые коллеги.

Сейчас предо мной стоит задача подавать синусоидальное напряжение на гидроаккустическую антенну. Схема замещения элемента антенны приведена на рисунке ниже.
Количество элементов в антенне может изменяться (сейчас 6 шт.).
Рабочая частота 200кГц. Эффективное напряжение - не менее 18В. Работаю от источника 30В DC.
Антенну включаю в мостовую схему.

Если бы частота была на порядок меньше, то использовал бы принцип усилителя D-класса. Но частота высокая и подаю напряжение с моста частотой 200кГц.

Моделирую схему в MicroCap.
Если никакой дополнительной схемы соглассования не использовать, то на антенну будет подаваться миандр частотой 200кГц и напряжением 30В, что не очень хорошо - хочу получить синсоиду.
Да и напряжение на анетенне не регулируется кроме чем напряжением источника питания.
Ставлю согласующий дроссель. Но импеданс антенны таков, что синусоиды на антенне все равно не получается, а появляются искажения и синусоида далека от идеальной. Выбор номинала дросселя произвожу подбором, а это очень неприятно, хотелось бы стоять на крепкой почве науки.

Область для меня новая, поэтому прошу помощи.
Уверен, что есть определенные методы решения этой задачи, и согласование нагрузки (в моем случае емкостной) с источником сигнала.
Прошу подсказать литературу и информацию по вопросу согласования.

Может кто-то подскажет какую схему согласования применить в моем конкретном случае...буду очень благодарен!
И какие схемы вообще используются.

Вынужден просить помощи чтобы в кротчайшие сроки решить задачу.

Большое спасибо за внимание к теме!

VladimirIvan · 15.02.2013, 20:15

А резонансную частоту антенны измеряли? Или на свободно выбранной частоте пытаетесь раскачать?

VladimirIvan · 15.02.2013, 20:21

Посмотрите как решено в медаппарате УЗТ

Dmitry_Ternovsky · 17.02.2013, 02:20

Да, конечно.
Работаю на 200кГц..эти цифры написаны сверху на схеме замещения.
Думаю, что схема согласования будет представлять нечто вроде схемы компенсации реактивной составляющей...

vlad3156 · 17.02.2013, 11:02

...стандартное согласующее устройство - дроссель...настраивать необходимо помещая пьезоизлучатель в воду(излучатель должен быть демпфирован рабочей средой)...
...дроссель и емкость излучателя образуют последовател-й контур - на резонансной частоте входное сопротивление этого контура - активное сопротивление...

Dmitry_Ternovsky · 17.02.2013, 22:12

Да, это так..но это слишком простой способ согласования для меня...
Потому что при соединении 6 таких элементов как представлены на рисунке получается очень маленькое активное сопротивление, шунтирующее емкость (которую я и пытаюсь скомпенсировать дросселем)...поэтому добротность падает и синусоида не похожа на синусоиду...
Какие-то может еще применяются схемы...помудренее может быть?

VladimirIvan · 17.02.2013, 22:22

Шесть элементов - шесть катушек.

Alex9797 · 17.02.2013, 22:40

Сообщение от Dmitry_Ternovsky

Какие-то может еще применяются схемы...помудренее может быть?

Вот помудренее, во вложении. Это выходная цепь ультразвукового паяльника, для сварки полиэтиленовой пленки. Слева, через конденсатор, на первичную обмотку транса подается меандр, с транзисторного полумоста. Отвод вверх от точки соединения конденсаторов - это обратная связь, на базовые цепи силовых транзисторов (генератор собран по схеме с самовозбуждением).
Данная схема работает на частоте 20 килогерц, так что под вашу частоту, и под параметры ваших излучателей придется выбирать другие номиналы.

ПыСы: Т4 - это дроссель, намотан без сердечника, монтажным проводом на пластиковом каркасе.
ПыПыСы: Не удивляйтесь таким причудливым номиналам конденсаторов. Это суммарное значение емкости кучи конденсаторов, соединенных параллельно и последовательно.

Dmitry_Ternovsky · 17.02.2013, 23:16

Транс тут нужен только чтобы повысить напряжение?
просто в моем случае у меня есть 30В напряжения источника питания и мне надо получить синусоиду амплитудой 25В.
Поэтому, я предполагаю, что транс не обязателен?

Как я понимаю на схеме собрана последовательная цепь: L-C-Cнаг ...
отличается от предложенной ранее простой индуктивности введением последовательной емкости..
А что на счет расчета подобных цепей? чтобы не слепым подбором...
не могут ли уважаемые форумчане подкинуть литературу или формулки для расчета подобных согласующих цепочек?

VladimirIvan · 17.02.2013, 23:23

Формулы расчета последовательного колебательного контура
http://coil32.narod.ru/series_contour.html