超聲波換能器的自動頻率與跟蹤研究現(xiàn)狀

在超聲波換能技術中，超聲波換能器主要承擔的作用是將超音頻交變的電能通過壓電效應轉換成高頻機械振動。換能器是超聲波換能技術的核心部件，對換能器高效率、高靈活性、高可靠性、高質量的運行等綜合指標提出了要求，使得系統(tǒng)的復雜性不斷增加。

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

超聲波換能器

近十年來我國的超聲波技術發(fā)展很快，但是我國的超聲波技術還不是很高，超聲跟蹤技術基本還是應用硬件鎖相環(huán)，或者手動調諧來實現(xiàn)頻率跟蹤。通過研究鎖相環(huán)電路(PLL)對超聲波換能器諧振頻率跟蹤進行了分析。

采用CD4046鎖相環(huán)對換能器工作頻率進行跟蹤并對其作了相應的改進，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基礎上，增加了直接數(shù)字頻率合成(DDS)采用DDS-PLL復合頻率跟蹤技術來研究頻率跟蹤。