电磁换能器加载效率的优化设计与仿真

针对传统的电磁超声换能器导线与铝板间由于集肤效应导致加载效率较低这种情况,设计了一种改造电磁超声加载线圈和整体结构的新型电磁超声加载装置。基于有限元仿真软件,分别建立传统与新型的电磁超声加载器的有限元分析模型,并对其激发过程进行仿真,将两模型所得仿真结果 (铝板内洛伦兹力,交变电流密度)进行分析对比。得出结论:新型的电磁超声设计能够显著提高加载效率。     

电磁超声在钢管探伤中的应用

为了提高超声波换能器的电 声转换效率与探伤精度,利用直接频率合成技术对电磁超声表面波进行激励,并采用选频放大技术对电磁超声接收信号进行处理.实验分析中通过改变激励信号的强度、频率、脉冲串个数、激发相位,得到电磁超声波激发的最佳条件,所设计的锁相放大电路能将微弱的电磁超声接收信号从强噪声背景中分离,有效改善接收信号的信噪比.实验结果表明,电磁超声检测方法可以实现无接触测量,适用于高温、高速、涂覆状态下的超声检测.     

电磁超声换能器在金属板厚度检测中的优化

为了提高电磁超声换能器（electromagnetic acoustic transducer,EMAT）在金属板厚度检测中的换能效率,利用ANSYS有限元软件对用于铝板厚度检测的电磁超声横波换能器进行三维建模与仿真.在仿真过程中,确定了电磁超声横波在铝板中的传播形状与方向,并以正交试验优化设计方法为指导,研究了电磁超声换能器的不同因素、不同尺寸对其换能效率的影响,并据此对EMAT模型尺寸进行了优化.通过实验验证,优化后EMAT得到的回波信号幅值是原始模型回波信号幅值的5倍,并且信噪比较高.     

电磁超声相控阵大功率高频激励源设计开发

为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频"浮栅"驱动问题.研究了DE类功率放大器开关管和放大电路的工作特性,并基于Pspice软件建立了DE类功率放大器仿真模型,实现了对放大电路元件参数的优化和性能指标的验证.实验结果表明:设计开发的激励源能够实现1 ns延时精度的脉冲序列,当工作频率为1.1 MHz以及工作电压为300 V时,电磁超声阵元输出的交变电流峰峰值为20 A,输出功率为1.5 kW,从而满足电磁超声相控阵检测技术的要求.     

宽带D类超声功率放大器的设计与实现

为了解决大阵列相控的功率、效率及散热问题,促进相控声场的非接触物体操控及其在医学超声中的实际应用,设计了一种PWM型D类超声宽带功率放大器. 对阻性和抗性负载的输出波形开展谐波失真、负载电压和输出功率的测量结果表明:该电路可对20～400 kHz的中低频超声输入信号进行功率放大,其最大输出功率可达46 W,效率超过78%. 该电路具有输出内阻小、阻抗匹配简单、相位保持度高、功率损耗低和发热小的优点,可为超声技术在生物医学中的应用提供电路基础,实现大规模相控阵列的精确驱动,具有良好的推广价值.     

高速数字电路的设计与仿真

介绍了专用于高速数字电路的仿真工具Hyperlynx，并使用它对高速数字电路中的阻抗匹配、传输线长度与串扰问题进行布线前的模型建立和仿真，通过仿真结果分析给出了相应解决办法，尤其在传输线长度上提供了LVDS电路的解决办法．通过软件平台对电路参数的设置进行比较与分析，给出了高速数字电路设计的指导性结论。     

半波振子天线宽带阻抗匹配设计中的加罩法

该文提出了一种加天线罩来实现半波振子天线宽频带阻抗匹配的方法。首先,以半波振子天线为研究对象,用电磁仿真软件对单层以及B-夹层罩壁结构进行仿真,其结果验证了方法的正确性。在此基础上,设计了一种C-夹层天线罩罩壁结构。所设计的C-夹层天线罩具有结构强度高、透波性能好、对天线辐射特性影响小等特点。半波振子天线外加所设计的天线罩后带宽性能好,能在宽频带范围内实现阻抗匹配,适用于第三代移动通信系统。     

超高速数据采集时钟分系统的设计与实现

为了提高数据采集系统采集数据的分辨率和抗干扰能力，要求时钟分系统能够产生具有高精度、高稳定度、低抖动的采样时钟。介绍了一种基于程控频率合成器的时钟电路的设计思想、性能特点、工作原理和硬件电路设计，讨论了采样时钟抖动对量化误差的影响以及时钟电路的阻抗匹配和电磁兼容性。     

电磁超声表面波辐射声场的三维有限元分析

为了得到电磁超声表面波换能器在被测试件表面和内部的辐射声场分布,采用ANSYS有限元仿真软件对电磁超声换能器辐射声场进行仿真.建立了电磁超声换能器三维有限元模型并进行了优化,给出了被测试件中感生涡流与换能器激励线圈参数的量化关系.通过电磁结构耦合的方法得到被测试件内部及表面不同方向质点的位移变化,分析了在被测试件内部的辐射声场分布,并给出了被测试件表面辐射声场的指向性规律.根据仿真模型搭建了电磁超声探伤平台,实验结果与指向角仿真结果基本吻合.实验结果表明：对电磁超声表面波辐射声场的有限元仿真,为其设计优化、实际探伤范围的确定、接收线圈放置位置,以及收发装置的安装角度提供了依据.     

电动汽车无线充电金属异物检测线圈电磁特性

在电动汽车无线充电系统中,为实现较大范围内对小型金属异物的有效检测,提出一种金属异物检测线圈电磁特性的分析方法. 基于谐振电路在受到金属异物干扰后会产生失谐现象,论述金属异物检测的基本原理;分析检测线圈电磁特性的主要影响因素,给出将若干个PCB(Printed Circuit Board)型小线圈通过串并联构成线圈组的线圈设计方案;用Maxwell软件仿真分析金属异物进入检测线圈上方对线圈磁场的影响,得到不同的线圈结构参数和线圈连接方式对检测线圈电磁特性的影响规律;在无线充电环境下,用检测线圈组的感应特性仿真实例验证所提出的检测线圈组设计方案的可行性. 结果表明:本文提出的设计方案能够有效抑制电动汽车无线充电过程中环境磁场引起检测线圈的感应电压噪声,金属异物检测线圈电磁特性的分析方法能够为电动汽车无线充电系统中金属异物检测线圈的设计提供指导.     

压电换能器驱动电路的设计

压电换能器驱动电路的设计,是整个测量系统的设计难点,国内通常采用的驱动电路,工作效率低、测量精度不能满足设计要求。文章通过对一款大功率压电换能器的设计实践,独创性地设计出一种单端激励的压电换能器驱动电路,利用脉冲变压器进行阻抗匹配和电压调谐,具有电路形式简单、易于操作的特点,同时创新性地利用电压谐振的设计方法,提高了压电换能器的工作效率。通过工业现场应用,产品性能指标达到设计要求。     

一种基于RF芯片AS3911的非接触式 CPU卡读卡器的设计

针对现有POS机读卡器的发射功率、灵敏度、传输速率较低以及兼容性差等问题,设计了一款基于RF芯片AS3911的非接触式CPU卡读卡器.该读卡器的输出电压、消耗电流、晶振频率、射频信号、载波频率、阻抗匹配值等参数经检测均符合相关规定的指标.将设计方案(产品)应用于POS机的读卡系统表明,该读卡器的发射功率、灵敏度、兼容性及稳定性比现有的读卡器有了很大的提高,具有很好的开发利用价值.     

基于射频芯片A7105的航模无线收发系统的设计

基于射频收发芯片A7105,通过单片机WT51F516的控制处理,设计了一款2.4 GHz六通道航模无线收发系统。此无线收发系统核心部件采用射频芯片A7105与功放芯片AP1110,并使用跳频机制进行数据传输。基于ADS软件分析射频芯片外围电路和天线的阻抗特性并得到了50Ω阻抗匹配电路。此系统成功实现了100 m范围内的无线信号发射接收,具有成本低廉、功耗小、接收距离远的特点,并且能够应用在中低端航模中。     

超声导波电磁声换能器的研究进展

超声导波具有检测范围大、检测效率高等优点,广泛应用于板、管等典型波导结构的缺陷检测.作为超声导波换能器类型之一,电磁声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)得到广泛关注和快速发展.综述了近20年来超声导波电磁声换能器的研究进展.主要包括:针对板和管结构超声导波检测的单模态EMAT结构设计;用于提高激励导波的能量和模态单一性的EMAT线圈与磁体结构参数的优化,针对非金属材料检测的新型贴片式EMAT的结构设计;阵列技术在EMAT性能优化上的应用和在缺陷定位和成像上的应用.     

Self—Adaptive Matching Method of Signal and Energy Transmission

Aimed at the rapid message setting of the passive systems,the efficiency of energy transmission and the characteristics of signal transmission in the message setting are analyzed,which is based on the methods of the cir-cuit analysis and the electromagnetic induction technology.A self-adaptive impedance matching method of signal and energy transmission,which can set the message rapidly and effectively,is put forward.The electromagnetic induct setting system will reach the highest energy transmission efficiency when the equivalent resistance of the second loop is equal to the resistance of the first loop.The greater the ration of the equivalent resistances is,the higher efficient the signal transmission has.Moreover,the validity of the method is verified by circuit design and tests.     

多界面匹配高效微波整流天线设计方法

整流天线效率对远距离微波能量传输的整体效率至关重要.针对传输系统接收整流端效率提升的需求,提出了一种多界面匹配高效微波整流天线的设计方法.首先对整流天线的效率给出了数学描述,并据此在能量波束入射界面、能量转移界面、能量转换界面、直流合成界面提出了匹配原理和方法.多界面匹配联合就形成了高效整流天线设计方法.最后,根据相关匹配原理进行了实验验证,证实了对波阻抗匹配和输入阻抗匹配的分析.     

液态调配器控制系统

在微波电路和天线系统中,阻抗匹配是十分重要的问题。液态调配器是一种新型的阻抗调配装置,在HT-7托卡马克等离子体大功率射频波的离子回旋共振加热系统中,已采用液态调配器来取代传统的支节调配器。主要讨论了液态调配器控制系统的设计与实现,介绍了液态调配器控制系统的3种功能:本地控制、远程控制、计算机控制。     

基于Multisim的放大电路设计及仿真研究

利用集成化的Multisim虚拟设计实验环境对电路设计中经常使用的共射放大电路进行了设计与仿真,在结合理论分析的基础上,借助Multisim虚拟实验设计环境分析了放大电路的一些基本特性：输出增益、输入阻抗、输出阻抗和频带宽度等.仿真实验表明,通过这种方法可以非常简便地得出与理论分析相符合的结果,这种方法对于实际应用中其他电路的设计也具有一定的借鉴意义和参考价值.     

用ADS进行功率放大器仿真设计

主要介绍了工作频率为2.4GHz的A类功放的设计方法和仿真过程,采用负载迁移法使用ADS仿真软件,获得射频功率放大器电路的输入输出最佳匹配阻抗,并对设计电路进行了稳定性分析、线性度分析、电源效率分析及对整个电路进行了优化。仿真设计出一个工作频率2.4GHz、增益9.5dB,1dB压缩点功率34dBm、2次谐波小于-50.8dBc的射频功率放大器。