본 논문에서는 후면추가 탄성체에 의해 고정된 Tonpilz 트랜스듀서의 공진 특성을 등가회로를 이용하여 연구하였다. 후면추가 고정됨으로 인해 발생하는 추가적인 공진특성을 나타낼 수 있는 등가회로를 설계하였으며, 설계된 등가회로를 이용하여 얻은 송신음압감도 (TVR)를 유한요소해석을 통해 도출한 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 등가회로를 이용하여 송신특성을 파악한 결과, 유한요소해석 결과와 일치하였으며, 후면추 고정재료의 강성과 후면추의 질량 변화에 따른 공진 주파수와 송신음압감도 변화를 명확히 파악할 수 있었다. 본 연구에서 도출한 등가회로를 이용하면 설계변수의 변화에 따라 모델을 변경해야하고 긴 계산시간이 요구되는 유한요소해석에 비해 효과적으로 트랜스듀서의 공진특성을 해석할 수 있다.
In this paper, the resonant characteristic of a Tonpilz transducer with a fixed tail mass has been studied by means of an equivalent circuit approach. An equivalent circuit has been designed to describe the characteristic of a Tonpilz transducer that has an additional resonance because of its fixed tail mass. The transmitting voltage response of the transducer calculated by the designed circuit has been compared with that by the FEA (finite element analysis) to confirm the validity of the circuit. This equivalent circuit approach produces identical results with the FEA, in which the variation of resonant frequencies and TVR has been clearly figured out in relation to the stiffness of the mounting fixture and the mass of the tail mass. The suggested equivalent circuit can be utilized to figure out the characteristics of the Tonpilz transducer more efficiently than FEA that requires much calculation time and revision of the models in accordance with the variation of design variables.
