超聲波換能器的自動(dòng)頻率與跟蹤研究現(xiàn)狀

發(fā)布日期：2021-08-01 作者：新威電子點(diǎn)擊：

在超聲波換能技術(shù)中，超聲波換能器主要承擔(dān)的作用是將超音頻交變的電能通過壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)。換能器是超聲波換能技術(shù)的核心部件，對(duì)換能器高效率、高靈活性、高可靠性、高質(zhì)量的運(yùn)行等綜合指標(biāo)提出了要求，使得系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加。

在超聲波換能系統(tǒng)中，從換能器的等效電路來看系統(tǒng)的電信號(hào)頻率和換能器的機(jī)械諧振頻率相等時(shí)，可獲得最大的轉(zhuǎn)換功率，如何從復(fù)雜的換能器模型中，找到其機(jī)械諧振頻率，并能在運(yùn)行過程中跟蹤諧振頻率，尋求一種穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確的自動(dòng)頻率跟蹤算法，是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的工作。

超聲波換能器

近十年來我國(guó)的超聲波技術(shù)發(fā)展很快，但是我國(guó)的超聲波技術(shù)還不是很高，超聲跟蹤技術(shù)基本還是應(yīng)用硬件鎖相環(huán)，或者手動(dòng)調(diào)諧來實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤。通過研究鎖相環(huán)電路(PLL)對(duì)超聲波換能器諧振頻率跟蹤進(jìn)行了分析。

采用CD4046鎖相環(huán)對(duì)換能器工作頻率進(jìn)行跟蹤并對(duì)其作了相應(yīng)的改進(jìn)，提出了具有解鎖功能的跟蹤系統(tǒng)方法，避免鎖相環(huán)跟蹤死鎖情況出現(xiàn)。在研究PLL基礎(chǔ)上，增加了直接數(shù)字頻率合成(DDS)采用DDS-PLL復(fù)合頻率跟蹤技術(shù)來研究頻率跟蹤。