Tren ultrasónico de impulsos para medidas de distancia

[7s7]

He conectado el osciloscopio en el trasductor piezoeléctrico de un medidor de distancias. El trasductor está conectado a una bobina elevadora de tensión.

Tiene en la 10ª oscilación un transitorio que rompe la continuidad de la oscilación, para después convertirse en una oscilación amortiguada.
Este transitorio se repite siempre. Pienso que será el indicador de fin del tren y lo que viene después, oscilaciones indeseadas.

Me pregunto, y teniendo en cuenta que la bobina del trafo estará a la mitad de energía, cómo se consigue hacer este transitorio. Y segundo, si se ha sido capaz de introducir este transitorio, ¿Porqué no se ha forzado a detener la oscilación? Esa oscilación amortiguada limita la medida a cortas distancias.

 

[elucches]

Parece la resonancia del transductor, como en la figura 15 de la hoja de datos del LM1812.

 

[7s7]

La que yo encontré era un borrón, pero seguro que tienes razón.

Pero en relación con ese transitorio sigo sin explicación. Pudiera ser que el trasductor se comportara como un generador e invirtiera la tensión. Ese ángulo es muy agudo y el trasductor en el momento del corte de señal tiene una velocidad en su cristal que no puede invertir de golpe. Pasaría suavemente a una onda amortiguada.

 

[elucches]

Creo que es exactamente eso. El transductor ultrasónico es un cristal que (lo mismo que un elemento de bobina móvil que puede ser tanto micrófono como parlante) sirve tanto para transmitir como para recibir ondas ultrasónicas.
Estaría bueno ver la señal con un osciloscopio analógico o con más cantidad de muestras, pero lo que veo es una oscilación cuando termina el tren de pulsos. La frecuencia de repetición de los pulsos se elige cercana a la de resonancia del transductor.
En la fig. 16 (pág. 17) del documento Ultrasonic Distance Measurement BoosterPack de Texas se ven las formas de onda de emisor y receptor cuando se usan transductores separados para transmisión y recepción, y en la fig. 14 de pág. 15 se ve esquematizada la composición de la señal en el receptor. Mientras que para cuando se usa un transceptor, en la fig. 3-5 (pág. 10) -pero mejor todavía en la parte izquierda de la fig. 3-9 (pág. 12)- del documento Ultrasonic Range Finder with ATtiny817 Hardware User's Guide, se ve la señal en el transductor, con el tren de pulsos seguido de la oscilación (y en la parte derecha de la figura, el eco).
El circuito que estás midiendo usa un solo transductor como transceptor, ¿verdad? ¿La medición es directamente en las conexiones del transductor?
Con respecto a ese punto de la forma de onda, por lo que veo corresponde al cese de la excitación (tensión nula al final del tren de pulsos), en que la tensión que genera el transductor responde sólo a su resonancia, no necesariamente coincidente con la excitación. Tal vez me equivoco; si pudiera probaría con distintas excitaciones (trenes de menos y más pulsos, de menos y más frecuencia de repetición de pulsos, etc.). (O le preguntaría a alguien que la tenga clara )

 

[7s7]

Antes que siga, efectivamente, tiene sólo un trasductor y las medidas las he hecho directamente en el trasductor.

Por de pronto en https://www.ti.com/lit/ug/tiduai8a/tiduai8a.pdf , en la fig. 3-5 (pág. 10) me he quedado dudando del porqué del circuito resonante acoplado al trasductor. Contando con la capacidad del trasductor, 2,5 nF, la frecuencia de resonancia está sobre los 50 Khz. Aleja de la frecuencia de resonancia propia del trasductor.

Voy a probar, pero no cambiando el número de pulsos en cada tren. Veo predecible este caso. Donde tengo verdaderamente el peñasco es probar en cortar la señal en distintas fases de la onda. Y ya me doy por satisfecho con que a tí te haya llamado la atención. Cuando haya probado, vuelvo.

 

[elucches]

55 kHz es la frecuencia de resonancia -eléctrica- del tanque LC en paralelo con el transductor, en el circuito de la fig. 3-4 de http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/40001902A.pdf. Pero lo que provocaría la oscilación, en cualquier circuito, es la resonancia mecánica del transductor (que se refleja tanto en su curva de impedancia como en su curva de sensibilidad o eficiencia).
Interesante la prueba que vas a hacer.