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電子工作の知恵袋

 
超音波の音圧（出力）を上げる

 

（超音波送信モジュールの使い方）

超音波を使うと、もう少し音圧（送信出力）を大きくしたいという場合があります。

数十ｍ以上の距離や、反射物体が小さく反射が小さい場合などですね。

では、音圧を上げる方法にはどのようなものがあるのでしょうか。

 

１つは、単純に発振出力の電源電圧を大きくする方法です。

超音波用のスピーカーを駆動する駆動回路の電源電圧を上げることによって、スピーカーの超音波出力をアップさせようというものです。

ただ、この方法は回路に負担をかけることになります。

やみくもに電圧を上げてしまうと、回路部品の許容電圧を超えて駆動回路がオーバーヒートし、損傷するなどの危険性があるので、そのような使い方ができると明記してあるもの以外はやめたほうが無難です。

 

次に、２つ目の方法は複数の超音波発生器を並べて音圧を上げる方法です。

一人で叫ぶより、大勢で叫んだほうが、大きな音になるのと同じ原理です。

波動というものは、基本的に重ね合わせで音圧が強くなったり弱くなったりする現象が発生します。

アクティブノイズキャンセルなどは、まさにこの原理を使用しているよい例です。

この重ね合わせは超音波でも発生する現象で、２つの超音波発生器を並べて超音波を発生させ、うまく音圧の山谷（大小：位相）を重ねることができれば１つより大きな音圧を得ることができます。

しかし、現実はそう簡単ではありません。

実は、個々の発生器の内部発振器の位相は、揃っていないことがほとんどで、そのため発射される超音波の位相は基本的に揃っていません。

これでは、音圧が大きくなるどころか逆に小さくなることもあるわけです。

また、２つの発生器の超音波の周波数がずれていることも当然考えられるため、重ね合わせで音圧を大きくすることが更に難しくなります。

つまり、発生器を単純に多数並べるだけでは音圧は大きくならないということです。

 

エレラボドットコムの超音波送信モジュールはそのような場合を想定し、送信用電源電圧を上げることによって出力を上げることが簡単にできます。

また、内蔵発振器の位相と周波数を複数のモジュールで共有することができるため、複数以上の発生器を使用する場合の上記問題が発生しないよう工夫されています。

使い方は簡単で、電源電圧を大きくし複数のモジュールを使用する場合は以下のように配線すればいいだけです。

これだけで、１ケあたりの出力も大きくなり、個々の発生器の周波数や位相も揃うので、最大限に音圧を上げることができます。

 



 ＊上記表記は０１５（旧品）用です。最新版の商品番号送信モジュール０１５−１ではＲ４３ありはＳＷ４２が短絡、Ｒ４３なしをＳＷ４２がオープンと置き換えてお読みください。

 

 

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 超音波の不思議　に続く


 

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