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基于超声激励的频率跟踪技术

杨星  
【摘要】:随着超声波换能器的不断发展,超声技术在生产生活中的应用也越来越广泛。超声清洗、超声焊接、超声发电机等的出现及应用让人们看到了超声技术广阔的发展前景。 目前基于超声激励的频率自动跟踪技术是围绕超声波换能器应用的难点之一。因为换能器本身具有一个固有的谐振频率,只有在固有的谐振频率下工作,才能保证其运行的最稳定且效率最高。但超声波换能器的谐振频率会随着温度、环境、元件老化等因素的变化而发生漂移,因此有必要对其运行过程进行研究,寻求能够自动跟踪谐振频率的方法,这对超声波换能器高效且稳定的运行具有重要的意义。 本文做了如下工作:介绍了基于超声激励的频率跟踪技术的发展和研究现状,以及在日常生活中的应用。概述了超声振动系统的结构,分析了超声换能器的等效电路及其核心部分换能器的阻抗特性和阻抗匹配。研究了自动频率跟踪系统的工作原理和典型的跟踪电路。全文围绕频率跟踪和负载匹配电路的设计和实现,主要对差动变量器桥式自动频率跟踪、锁相环集成电路频率跟踪、最大功率检测法频率跟踪、电流反馈实现频率跟踪等频率跟踪电路进行了系统的研究。在前人研究理论及实践的基础上给出了一种驱动电路及相关组件的设计。 本文的研究工作,为基于超声激励的频率自动跟踪提供了一定的参考。


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