超声换能器的采样电路制造技术

技术编号:22338994 阅读:35 留言:0更新日期:2019-10-19 14:33
本实用新型专利技术公开超声换能器的采样电路,包括用于采集超声换能器驱动电压的电压采样单元和用于采集超声换能器驱动电流的电流采样单元;超声换能器的驱动输出回路设有多个采样电阻,电压采样单元包括对采集的电压信号依次进行滤波、放大和输出的第一滤波单元、第一放大单元和第一比较单元,电压采样单元的电压采样端连接在多个采样电阻之间的节点采集电压信号;电流采样单元包括对采集的电流信号依次进行滤波、放大和输出的第二滤波单元、第二放大单元和第二比较单元,电流采样单元的电流采样端串联在超声换能器的驱动输出回路采集电流信号。本实用新型专利技术采集电压信号和电流信号并做滤波、放大和输出,进而为后级的谐振调节提供条件。

Sampling circuit of ultrasonic transducer

【技术实现步骤摘要】
超声换能器的采样电路
本技术属于电压电流信号采样
,具体涉及超声换能器的采样电路。
技术介绍
超声换能器是一种将电磁能转化为机械能(声能)的装置,通常由压电陶瓷或其它磁致伸缩材料制成,常见的超声波清洗器、超声雾化器、B超探头等都是超声换能器的应用实例。超声换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷,由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器(超声探头)的工作原理大体是相同的,其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时,从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化,这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力,使其进入振动状态,从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动,向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反,外来声波作用在换能器的振动面上,从而使换能器的机械振动系统发生振动,借助某种物理效应,引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化,从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。然而现如今超声换能器由于振动状态不可调,输出能量不能达到最大,振幅不强,因此效果不好。亟待一种能够采集超声换能器的驱动电压和电流的采样电路,进而为后级的谐振调节提供条件。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题,本技术目的在于提供超声换能器的采样电路。本技术所采用的技术方案为:超声换能器的采样电路,包括用于采集超声换能器驱动电压的电压采样单元和用于采集超声换能器驱动电流的电流采样单元;所述超声换能器的驱动输出回路设有多个采样电阻,电压采样单元包括对采集的电压信号依次进行滤波、放大和输出的第一滤波单元、第一放大单元和第一比较单元,电压采样单元的电压采样端连接在多个采样电阻之间的节点采集电压信号,然后发送至电压采样单元进行滤波、放大和输出;所述电流采样单元包括对采集的电流信号依次进行滤波、放大和输出的第二滤波单元、第二放大单元和第二比较单元,电流采样单元的电流采样端串联在超声换能器的驱动输出回路采集电流信号,然后发送至电流采样单元进行滤波、放大和输出。在上述技术方案的基础上,所述第一放大单元包括:同相输入端通过电容C67连接第一滤波单元的输出端的第一运放U7B,第一运放U7B的反相输入端与输出端之间连接负反馈电阻R63,第一运放U7B的同相输入端连接有第一直流分压单元,第一运放U7B的输出端连接第一比较单元,第一运放U7B的反相输入端与地之间串联有电阻R64和电容C70。在上述技术方案的基础上,所述第一直流分压单元包括分压电阻R56、R58和R57,以及直流电压,电阻R56和R58串联于直流电压与第一运放U7B的同相输入端之间,电阻R57连接于电阻R56和R58之间的节点与地之间。在上述技术方案的基础上,所述第一比较单元包括:同相输入端通过电阻R72连接第一放大单元的输出端的第一比较器U8A,第一比较器U8A的反相输入端连接有第二直流分压单元,第一比较器U8A的正极电压端连接直流电压,第一比较器U8A的输出端通过电阻R71输出电压信号;所述电阻R72连接第一比较器U8A的同相输入端的另一端还通过电阻R70输出比较信号。在上述技术方案的基础上,所述第二直流分压单元包括:串联于直流电压与地之间的分压电阻R77和R76,第一比较器U8A的反相输入端连接于电阻R77和R76之间的节点。在上述技术方案的基础上,所述第二放大单元包括:同相输入端通过电容C75连接第二滤波单元的输出端的第二运放U7A,第二运放U7A的反相输入端与输出端之间连接负反馈电阻R73,第二运放U7A的同相输入端连接有第三直流分压单元,第二运放U7A的输出端连接第二比较单元,第二运放U7A的反相输入端与地之间串联有电阻R74和电容C78。在上述技术方案的基础上,所述第三直流分压单元包括分压电阻R78、R66、R68和R67,以及直流电压,电阻R78、R66和R68串联于直流电压与第二运放U7A的同相输入端之间,电阻R67连接于电阻R66和R68之间的节点与地之间,第二运放U7A的正极电压端通过电阻R78连接直流电压。在上述技术方案的基础上,所述第二比较单元包括:同相输入端通过电阻R81连接第二放大单元的输出端的第二比较器U8B,第二比较器U8B的反相输入端连接有第四直流分压单元,第二比较器U8B的输出端通过电阻R80输出电流信号;所述电阻R81连接第二比较器U8B的同相输入端的另一端还通过电阻R79输出比较信号。在上述技术方案的基础上,所述第四直流分压单元包括:串联于直流电压与地之间的分压电阻R82和R83,第二比较器U8B的反相输入端连接于电阻R82和R83之间的节点。本技术的有益效果为:本技术解决了现有超声换能器由于振动状态不可调,输出能量不能达到最大,振幅不强,因此效果不好的问题。本技术设有用于采集超声换能器驱动电压的电压采样单元和用于采集超声换能器驱动电流的电流采样单元,并做滤波、放大和输出,进而为后级的谐振调节提供条件。附图说明图1是本技术-实施例采样电路的电路原理图。图2是本技术-实施例驱动输出回路的电路原理图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术作进一步阐述。实施例:如图1-2所示,本实施例的超声换能器的采样电路,包括用于采集超声换能器驱动电压的电压采样单元和用于采集超声换能器驱动电流的电流采样单元;超声换能器的驱动输出回路设有多个采样电阻,电压采样单元包括对采集的电压信号依次进行滤波、放大和输出的第一滤波单元、第一放大单元和第一比较单元,电压采样单元的电压采样端连接在多个采样电阻之间的节点采集电压信号,然后发送至电压采样单元进行滤波、放大和输出;电流采样单元包括对采集的电流信号依次进行滤波、放大和输出的第二滤波单元、第二放大单元和第二比较单元,电流采样单元的电流采样端串联在超声换能器的驱动输出回路采集电流信号,然后发送至电流采样单元进行滤波、放大和输出。驱动输出回路设有串联的采样电阻R1、R2、R3、R4和R15,电压采样单元的电压采样端连接在电阻R4和R15之间节点,并将采集的电压信号发送至电压采样单元进行滤波、放大和输出,然后发送至主控单元做谐振调节。详细阐述电压采样单元的电路原理:采集的电压信号依次通过RC滤波进行滤波、电容C67进行隔直后输入到第一运放U7B的同相输入端,第一运放U7B的反相输入端与输出端之间连接负反馈电阻R63,第一运放U7B的输出端通过RC滤波进行滤波后,然后通过电阻R72输入到第一比较器U8A的同相输入端,串联于3.3V电压与地之间的分压电阻R77和R76进行电压采样输入到第一比较器U8A的反相输入端,第一比较器U8A的输出端通过电阻R71连接主控单元,电阻R72连接第一比较器U8A的同相输入端的另一端还通过电阻R70连接主控单元,其中,电阻R61和电容C65组成RC滤波对采集的电压信号进行滤波,电阻R62和电容C66组成RC滤波对第一运放U7B的输出端输出的信号进行滤波,第一运放U7B的反相输入端还串联有电阻R64和电容C70,第一运放U7B的同相输入端还连接有直流3.3V电压,该直流3.3V电压通过分压电阻R56、R58和R57分压后产生分压输入到第一运放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超声换能器的采样电路,其特征在于:包括用于采集超声换能器驱动电压的电压采样单元和用于采集超声换能器驱动电流的电流采样单元;所述超声换能器的驱动输出回路设有多个采样电阻,电压采样单元包括对采集的电压信号依次进行滤波、放大和输出的第一滤波单元、第一放大单元和第一比较单元,电压采样单元的电压采样端连接在多个采样电阻之间的节点采集电压信号,然后发送至电压采样单元进行滤波、放大和输出;所述电流采样单元包括对采集的电流信号依次进行滤波、放大和输出的第二滤波单元、第二放大单元和第二比较单元,电流采样单元的电流采样端串联在超声换能器的驱动输出回路采集电流信号,然后发送至电流采样单元进行滤波、放大和输出。

【技术特征摘要】
1.超声换能器的采样电路,其特征在于:包括用于采集超声换能器驱动电压的电压采样单元和用于采集超声换能器驱动电流的电流采样单元;所述超声换能器的驱动输出回路设有多个采样电阻,电压采样单元包括对采集的电压信号依次进行滤波、放大和输出的第一滤波单元、第一放大单元和第一比较单元,电压采样单元的电压采样端连接在多个采样电阻之间的节点采集电压信号,然后发送至电压采样单元进行滤波、放大和输出;所述电流采样单元包括对采集的电流信号依次进行滤波、放大和输出的第二滤波单元、第二放大单元和第二比较单元,电流采样单元的电流采样端串联在超声换能器的驱动输出回路采集电流信号,然后发送至电流采样单元进行滤波、放大和输出。2.根据权利要求1所述的超声换能器的采样电路,其特征在于:所述第一放大单元包括:同相输入端通过电容C67连接第一滤波单元的输出端的第一运放U7B,第一运放U7B的反相输入端与输出端之间连接负反馈电阻R63,第一运放U7B的同相输入端连接有第一直流分压单元,第一运放U7B的输出端连接第一比较单元,第一运放U7B的反相输入端与地之间串联有电阻R64和电容C70。3.根据权利要求2所述的超声换能器的采样电路,其特征在于:所述第一直流分压单元包括分压电阻R56、R58和R57,以及直流电压,电阻R56和R58串联于直流电压与第一运放U7B的同相输入端之间,电阻R57连接于电阻R56和R58之间的节点与地之间。4.根据权利要求1所述的超声换能器的采样电路,其特征在于:所述第一比较单元包括:同相输入端通过电阻R72连接第一放大单元的输出端的第一比较器U8A,第一比较器U8A的反相输入端连接有第二直流分压单元,第一比较器U8A的正极电压端连接直流电压,第一比较器U8A的输出端通过电阻R71输出电压...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵仲玖邱坤廖东升赵伟
申请(专利权)人:成都导胜生物技术有限公司
类型:新型
国别省市:四川,51

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