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水下一發一收換能器系統之匹配研究

為了解決王晨飄照片的問題，作者李維峯 這樣論述：

水下一發一收系統係以發射與接收換能器組成，主要流程為發射換能器發射能量，此能量在水中因為距離以及懸浮微粒產生衰減後，由接收換能器接收，再透過壓電效應轉換成電訊號輸出，可運用在泥沙濃度、水下無線充電、魚群探測等用途上，然而不同的發射器與接收器在等效電路參數變化之下，會讓最佳發射頻率與最佳接收頻率改變而造成理想驅動頻率飄移，若換能器在非理想狀態下運作，除了短期會造成系統損失效率以及換能器發熱之外，長期下來可能會造成換能器損壞，另一方面來說，水下環境會因為四季變化、天氣影響而產生溫度、壓力、水流等變動，這些變動都有可能會干擾能量傳輸，為了改善上述缺點，本文針對一發一收機制，發展了一套掃頻系統，以直

接數字合成(DDS)作為掃頻訊號核心，以AD8310作為接收電路核心，透過ARM控制器操作整體系統運作，本研究之動態追蹤法能根據換能器不同配置下，動態設定最適合該配置的驅動頻率，此外也能偵測理想驅動頻率建立回朔數據，提供對於環境是否有在變動的判別依據。在一發一收應用中，泥沙濃度原理為發射訊號穿透待測液後，該訊號與待測液中的粒子碰撞而受到幾何、介質、散射衰減，此衰減關係與待測液體濃度成正向關係，藉此能推算出濃度，而為了使系統有更廣的頻寬以因應不同場合的應用，本文使用電感匹配使整體頻率響應拓寬，再利用拓寬後的頻段內選擇三個相同接收強度、不同頻率點量測濃度，最後探討了使用不同頻率量測濃度的結果。