¿Conduce cristales piezoeléctricos, de baja a alta o de impedancia combinada?

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Al diseñar una interfaz entre un generador de RF de frecuencia fija y un cristal piezoeléctrico, el objetivo debe ser hacer coincidir la impedancia de carga con la impedancia de la fuente (para una transferencia de potencia máxima). O debería haber una impedancia de baja a alta (transferencia de tensión máxima).

Me parece intuitivo que se requiera una impedancia adaptada, ya que en última instancia apunto a la máxima potencia acústica. Sin embargo, al investigar el tema, parece que solo leo sobre energía eléctrica mencionada en términos de voltaje, no de energía. Lo que me lleva a pensar que debería apuntar a una impedancia de baja a alta.

¿A qué debo apuntar, la máxima transferencia de potencia al transductor o la máxima transferencia de voltaje al transductor?

    
pregunta Jack

3 respuestas

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Depende de cómo esté conectado el amplificador a la carga ...

Si el cable es lo suficientemente corto como para que la longitud de onda no sea una línea de transmisión, y su inductancia es lo suficientemente pequeña, obtendrá una potencia máxima en su carga utilizando una impedancia de fuente baja.

Sin embargo, si su cable es largo y se convierte en una línea de transmisión en su frecuencia, entonces tiene que igualar las impedancias, o de lo contrario, la energía se reflejará en la carga.

Por lo tanto, ambas respuestas son correctas, y el factor decisivo es la longitud del cable.

    
respondido por el peufeu
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Depende de qué tan difícil quieras conducirlo, y sobre qué ancho de banda.

En general, los cristales piezoeléctricos son capacitivos. En general, la corriente necesaria para cargar esa capacitancia a la frecuencia de operación deseada es más alta de lo que quisiéramos.

Si solo necesitamos una única frecuencia de operación, y necesitamos mucha potencia, digamos, para impulsar un limpiador ultrasónico, entonces tendemos a hacer resonar el transductor con un inductor, y sintonizarlo a la frecuencia de operación. Esto permite que todo el circuito presente una impedancia resistiva.

Si queremos controlar un rango de frecuencias, entonces necesitamos diseñar los componentes de ajuste como un filtro de paso de banda.

    
respondido por el Neil_UK
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Las impedancias de adaptación para la transferencia de potencia máxima solo se aplican para una impedancia de fuente fija y una impedancia de carga variable. Si la impedancia de carga es fija, entonces la potencia máxima se transferirá con una impedancia de fuente cero, de modo que se aplicará la tensión de fuente completa a la carga. En su caso, con una impedancia de carga fija, su cristal, la potencia máxima se transferirá con la impedancia de fuente mínima. Sin embargo, si existen otras consideraciones, como la necesidad de coincidir con una línea de transmisión larga, esto no se aplica.

    
respondido por el Barry

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