自偏置发射器电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及用于音频产生的参数扬声器，并且更具体涉及发射器电路结构。
【背景技术】
[0002]—种新形式的发射器可以包括由塑料材料制成的薄膜(如聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜和聚丙烯等)。该薄膜的上侧可以用导电材料(如铜、镍、铝或金)进行层压。
[0003]发射器还可以包括背板或定子，该背板或定子可以被配置为呈现以随机图案布置的多个微槽或微凹坑。定子的下侧可以被金属化以接收电压的施加。
[0004]薄膜和定子二者可以这样的方式组合，即薄膜的非金属化侧或下侧可以与呈现多个微槽或微凹坑的定子的上侧接触。DC偏置电压可以被施加到薄膜的金属化侧或上侧和定子的金属化侧或下侧，其中薄膜和定子的两个导电侧可以通过该薄膜分开，因为薄膜的下侧未被金属化。当DC偏置电压被施加到发射器时，定子的金属化侧可以将薄膜下拉到微槽或微凹坑的腔室，使发射器激活。因此，合适的发射器操作可能需要DC偏置电压的施加。
[0005]为了提供DC偏置电压，可以将辅助电源可操作地连接到发射器，但是这种结构可能增加发射器电路的成本，同时也意味着使用额外的电线来连接发射器和辅助电源。
[0006]由于上述原因，需要提供将DC偏置电压合适地施加到新发射器结构。
【发明内容】
[0007]—种自偏置发射器电路可以接收已调制或未调制的AC载波信号作为输入，并且可以随后将该已调制或未调制的AC载波信号整流成稳定的DC偏置电压，以便合适地施加在发射器两端，而不会影响发射器发射参数信息所需要的载波信息。
[0008]根据一个实施例，一种自偏置发射器电路可以包括具有电磁屏蔽罐形磁芯的磁放大器，其中磁放大器的初级绕组可以与放大器的阻抗匹配，而其次级绕组与发射器的阻抗匹配，以便提供选定的谐振点。该自偏置发射器电路可以包括全波桥式整流器，该全波桥式整流器可以将已调制的或未调制的AC载波信号转换成相应的DC电压。随后，滤波电容器可以减少全波桥式整流器的输出端处的DC电压的变化，以提供发射器两端的稳定的DC偏置电压，用于合适的操作。足够小的解耦电容器可以被安装在全波整流器的每一侧，以解耦来自次级绕组的DC偏置电压并且避免将AC载波信号分流到全波桥式整流器中。足够大的电容器可以被安装在发射器和次级绕组之间，以防止DC偏置电压回流到次级绕组。
[0009]DC偏置电压的幅值可以近似地对应于AC载波信号的最高峰值，其中最大可达到的DC偏置电压可以通过已调制的载波信号的最高峰值来确定。
[0010]根据另一实施例，一种自偏置发射器电路可以包括具有一个初级绕组和两个次级绕组的磁放大器，其中初级绕组可以与放大器匹配，而一个次级绕组可以与发射器匹配。另一个次级绕组可以可操作地连接到全波桥式整流器，该全波桥式整流器可以将AC载波信号转变成相应的DC电压，接着由滤波电容器平滑该DC电压，以用于在发射器两端施加合适的DC偏置电压。与全波桥式整流器连接的次级绕组的匝数可以根据DC偏置电压的期望幅值来选择。
[0011]在另一实施例中，自偏置发射器电路可以包括具有初级绕组和次级绕组的磁放大器，其中初级绕组与放大器匹配，而次级绕组可以包括中间抽头以配置次级绕组的一部分具有较高匝数。具有较高匝数的次级绕组的部分可以可操作地连接到全波整流器以提供升压电压转换，并且因此提供发射器两端的较高DC偏置电压。次级绕组的另一部分可以被配置为匹配发射器谐振。
[0012]然而，在另一实施例中，自偏置发射器电路不需要用于将AC载波信号转变成DC偏置电压的全波桥式整流器。在这种情况下，中心抽头电感器可以用作次级绕组，其结合两个二极管用于提供AC载波信号的全波整流，然后通过滤波并且向发射器两端施加DC偏置电压。
[0013]在更进一步的实施例中，自偏置发射器电路不需要用于将AC载波信号转换成DC偏置电压的全波桥式整流器。在这个特定的实施例中，自偏置发射器电路可以包括倍压器/电压倍增器(voltage doubler)，该倍压器可以结合滤波电容器使用，以便向发射器提供稳定的和增加的DC偏置电压，同时还将已调制的AC载波信号耦合到发射器而无显著的信号衰减。该自偏置发射器电路还可以包括齐纳二极管，以限制施加在发射器两端的DC偏置电压的幅值。
[0014]所公开的自偏置发射器电路的实施例可以利用已调制的或未调制的载波信号的振幅来提供发射器两端的合适的DC偏置电压，从而消除辅助电源和外部电线的必要性，并且由此降低操作成本和简化发射器系统的操作。根据以下结合附图给出的详细描述，附加的特征和优点可以变得显而易见。
【附图说明】
[0015]通过示例的方式参照附图来描述本发明的非限制性实施例，附图是示意性的并且无意按比例绘制。除非表明代表背景信息，附图代表本发明的一些方面。
[0016]图1示出如在背景信息中所描述的一种发射器电路，其可以包括用于向发射器设备的两端供给偏置电压的辅助电源。
[0017]图2示出根据一个实施例的自偏置发射器电路，其可以包括全波桥式整流器，并且不需要使用辅助电源和电线来提供DC偏置电压给发射器。
[0018]图3A描绘根据本发明的一个实施例的示例性AC载波信号。
[0019]图3B描绘根据本发明的一个实施例的全波整流的AC载波信号。
[0020]图3C描绘根据本发明的一个实施例的稳定的DC偏置电压。
[0021]图4示出另一种自偏置发射器电路，其可以包括结合用于整流的两个二极管的中心抽头电感器，并且不需要使用辅助电源和电线来提供DC偏置电压给发射器。
[0022]图5示出另一种自偏置发射器电路，其中全波桥式整流器可以结合额外的次级绕组被用于向发射器提供稳定的DC偏置电压。
[0023]图6示出自偏置发射器电路的另一个实施例，该自偏置发射器电路可以包括电感器形式的次级绕组，该电感器包含具有更高匝数的部分并包括中间抽头，其中该部分可以与全波桥式整流器连接以提供稳定的DC偏置电压给发射器。
[0024]图7示出自偏置发射器电路的另一个实施例，该自偏置发射器电路可以包括倍压器和齐纳二极管。
【具体实施方式】
[0025]在以下的详细描述中，参考了附图，这些附图形成本文的一部分。在并非按照比例或成比例绘制的附图中，相似的符号通常标识相似的部件，除非上下文另有指示。在【具体实施方式】中描述的说明性实施例、附图和权利要求不意味着是限制性的。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以使用其他实施例和/或和可以做出其他改变。
[0026]术语定义
[0027]如本文所用，“发射器”可以指能够发射超声波信号并且能够集成到自偏置发射器电路中的装置。
[0028]如本文所用，“自偏置发射器电路”可以指能够将输入的已调制或未调制的AC载波信号变换成稳定的DC偏置电压的电路。
[0029]如本文所用，“DC偏置电压”可以指能够在对已调制或未调制的AC载波信号进行整流和滤波之后获得的稳定的或恒定的DC电压，其用于随后施加到发射器两端。
[0030]描述
[0031]图1示出如在背景信息中描述的发射器电路100，其可以包括用于向发射器104两端提供偏置电压的辅助电源102。该发射器电路100还可以包括具有初级绕组108和次级绕组110的磁放大器106、摆动电容器112和电阻器114。
[0032]发射器104可以被配置为允许发射超声波信号，并且可以表现出从约0.5nF到约10nF范围的电容，这取决于发射器104的材料和配置。针对适当的操作，辅助电源102可以被可操作地耦合以使用如图1所示的第一电线116和第二电线118向发射器104两端提供偏置电压。电阻器114可以与第一电线116串联以耦合发射器104。辅助电源102可以由3V电池供电以提供输出DC(直流)电压，该输出DC电压可以是恒定的并且可以表现出从约200伏至约500伏范围的值，这取决于发射器104的偏置要求。可选地，辅助电源102可以由规则的AC(交流)120伏供电，在这种情况下，AC/DC转换器可以集成到辅助电源102中，以将AC电压转换到偏置发射器114所需的DC电压。电阻器114可以具有从约1ΜΩ至约10M Ω的范围，这取决于发射器104的耦合要求。
[0033]电容器112可以被安装在发射器电路100中，以阻止由辅助电源102提供的DC偏置电压回流到次级绕组110，从而减少或减轻辅助电源102对发射器电路100的谐振的干扰。与由发射器104表现出的电容相比，电容器112的优选值可以足够大。根据一个实施例，与通常可具有约4nF