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超声波发生器的设计包括那些方面?

发布时间:2020-12-12   点击次数:215次
  超声波发生器的设计主要包括硬件一年电路设计和软件系统设计。
 
  一,硬件电路设计:
 
  硬件电路主要由主电路和控制电路两部分组成。主电路实现对超声频的电信号进行功率放大,然后去激发超声波换能器产生超声波。控制电路主要是为主电路中的桥式变换器提供脉冲信号,并借助反馈电路实现闭环控制。
 
  1,信号产生电路:
 
  是一种频率可调、占空比可调的脉宽调制器,采用双级型工艺制作的新型模拟数字混合集成电路,性能优异,所需的外器件较少,内置基准电压源,芯片内振荡器工作频率宽 100Hz~400kHz。
 
  2,信号控制电路:
 
  信号频率的选择是通过单片机来控制,通过程序改变单片机输出引脚的电压,经 D/A 转换器,接到三极管的基极,通过控制三极管集电极的电流,可调整集电极和发射极之间的阻值。
 
  3,功放电路:
 
  超声波发生器的主电路是功放电路,它对信号产生电路输出的脉冲信号进行功率放大,通过阻抗匹配电路传导给换能器,换能器将电信号转化为机械振动。功放电路包括整流滤波电路和逆变电路。
 
  4,匹配电路:
 
  超声波发生器是为换能器提供激励信号的,它们之间的匹配设计十分重要,直接影响到设备能否高效工作。 发生器与换能器之间的匹配包括调谐匹配和阻抗匹配两个方面。由于压电型换能器在谐振频率工作时呈容性,如果直接将信号源接到换能器上就会产生一部分无功功率,使得有功功率相对减小,因此需要设计调谐匹配,即在发生器输出端通过匹配感抗,使得负载呈纯电阻。阻抗匹配是指调整负载的阻值,使之与发生器的内阻相等,以获得发生器对外的大输出功率。
 
  二,软件系统设计:
 
  超声波发生器的工作流程是由单片机来控制, 通过软件编程,实现对超声波频率的设置、调整和显示等控制,同时监控频率反馈信号,调整参数使换能器高效率输出超声波。
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