Ich habe bei meinen Wandlern einmal die Frequenzen bei Zmin und Zmax nachgemessen, da die Frage hier auftauchte, jetzt aber nicht mehr zu finden ist. Leider hatte ich nur einfachste Messtechnik zur Verfügung. Der Fehler bei der Impedanz kann schon 10% sein. Die Frequenz ist relativ genau gemessen.
Senderwandler (400ST):
Zmin = 600 Ohm bei 40.0 kHz
Zmax = 5000 Ohm bei 41.5 kHz
Empfängerwandler (400SR):
Zmin = 780 Ohm bei 39.1 kHz
Zmax = 3600 Ohm bei 40.7 kHz
Der Sendewandler stimmt mit dem Datenblatt einigermaßen überein, während der Empfangswandler in der Impedanzkurve schon etwas gegenüber dem Datenblatt abweicht. Bei meinen Wandlern ist die optimale gemeinsame Frequenz 40.4 kHz.
Als Anpassungsschaltung bietet sich ein L-Netzwerk oder ein Übertrager an. Für einen Lastwiderstand von 10 kOhm habe ich ein Netzwerk mit 10mH in Serie und 1.5nF parallel berechnet. Das ergab eine um 6dB höhere Ausgangsspannung als ohne Anpassnetzwerk. Mit einem Übertrager 1:3 bis 1:4 kommt etwa die gleiche Performance wie mit dem Anpassnetzwerk heraus. Wenn also der Sendewandler auch als Empfänger betrieben wird, dann zw. Wandler und Verstärker ein LC-Glied mit 10mH und 1.5nF schalten. Beim Senden den Wandler ohne Netzwerk betreiben.Zitat von Manf
Im Anhang ist der Frequenzgang mit/ohne Anpassnetzwerk im Vergleich zum Empfängerwandler gezeigt. Die grüne Kurve ist der Empfängerwandler laut Datenblatt. Man sieht, der Wandler ist so ausgelegt, dass er bei 40.4kHz um 8dB hochtransformiert. Mein gekaufter Wandler ist da um einiges schlechter. Die violette Kurve ist der Sendewandler als Empfänger betrieben im Original. Der Frequenzgang bei 40.4kHz liegt knapp unter 0dB, bei 41.2kHz hätte er +4dB. Mit dem Anpassnetzwerk kann man die rote Kurve erzielen, was bei 40.4kHz eine Verbesserung um 6dB ergibt. Soweit die Theorie, ob es in der Praxis auch funktioniert konnte ich nicht überprüfen, da ich leider keine 10mH-Induktivität zur Verfügung hatte.
Ich bin von 2 Werten aus dem Datenblatt ausgegangen:@waste: Deine ESBs sind nicht vergessen und helfen mir die Schaltung anständig zu simulieren. Mir geht es noch darum genau zu verstehen, wie Du aus den Diagrammen vom Datenblatt auf die schönnen Werte Deiner ESBs kommst.
Rs näherungsweise Zmin gesetzt und
Cp näherungsweise der Kapazität bei 1kHz laut Datenblatt gesetzt
Dann mit den Formeln Cs = 2*Cp*df/fs und Ls = 1/((2*pi*fs)²*Cs) den Serienschwingkreis berechnet.
df = delta von Serien- zu Parallelresonanzfrequenz
fs = Serienresonanzfrequenz
Mit diesen Schätzwerten habe ich dann im Simulator auf die Impedanzkurve laut Datenblatt optimiert.
Ich nehme mal an, dass es auch noch weitere Lösungsmöglichkeiten gibt. Man kann bestimmt auch über das Verhältnis Zmax zu Zmin eine Formel aufstellen.
Waste
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