一种带数字锁相环的超声波发生器电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种带数字锁相环的超声波发生器电路，包括主控MCU，以及依次连接于主控MCU与换能器之间的数字逻辑转换控制模块、信号源模块、功率调节模块和功率放大及匹配输出模块；所述主控MCU、数字逻辑转换控制模块与换能器之间还连接有反馈处理模块，且主控MCU还电性连接有通信接口模块、存储模块，以及用于为整个电路供电的电源模块。本实用新型专利技术采用了数字化的控制，通过数字逻辑转换控制模块实现数字锁相环，可根据换能器谐振频率的变化，自动跟踪锁定谐振频率，并输出相应的频率信号输入到功率放大及匹配输出模块，进而驱动换能器工作，使用方便。使用方便。使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种带数字锁相环的超声波发生器电路


[0001]本技术涉及超声波发生器
，尤其涉及一种带数字锁相环的超声波发生器电路。

技术介绍

[0002]压电陶瓷换能器想要工作在最佳状态(串联谐振或者并联谐振)，就需要驱动换能器的超声波发生器输出的频率与换能器本身的谐振频率相同。驱动频率与换能器谐振频率不相同时，换能器工作状态就比较差，能效转换较低，同时，换能器两端的电压相位与电流相位就会出现相位偏差。
[0003]而目前市面上的超声波发生器多为压控振荡器，属于模拟锁相环，及模拟功率控制的类型，使用时靠旋钮调节，对换能器不同谐振频率的兼容性较差，且控制接口又比较单一，难以兼容各种机器设备，使用起来极为不便。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种带数字锁相环的超声波发生器电路，该电路采用了数字化的控制，通过数字逻辑转换控制模块实现数字锁相环，可根据换能器谐振频率的变化，自动跟踪锁定谐振频率，并输出相应的频率信号输入到功率放大及匹配输出模块，进而驱动换能器工作，同时，还设有多个不同的通信接口，可以兼容多个机器设备，使用方便，此外，该电路调节频率范围宽、可以兼容多种不同谐振频率的换能器，泛用性强。
[0005]为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0006]一种带数字锁相环的超声波发生器电路，包括主控MCU，以及依次连接于主控MCU与换能器之间的数字逻辑转换控制模块、信号源模块、功率调节模块和功率放大及匹配输出模块；所述主控MCU、数字逻辑转换控制模块与换能器之间还连接有反馈处理模块，且主控MCU还电性连接有通信接口模块、存储模块，以及用于为整个电路供电的电源模块。
[0007]进一步地，所述功率放大及匹配输出模块包括功率放大芯片、与功率放大芯片连接的匹配输出变压器。
[0008]进一步地，所述反馈处理模块包括连接于换能器与数字逻辑转换控制模块之间的相位反馈单元，相位反馈单元用于采样换能器两端的电压和电流的相位信号，并将该相位信号传输至数字逻辑转换控制模块。
[0009]进一步地，所述反馈处理模块还包括依次连接于换能器与主控MCU之间的采样单元和ADC转换单元；所述采样单元用于采样换能器两端的电压和电流的幅值信号，并传输至ADC转换单元，ADC转换单元用于对接收的信号进行ADC转换并传输至主控MCU。
[0010]进一步地，所述通信接口模块包括USB转串口通信单元、CAN总线通信单元、双端口RAM通信单元。
[0011]采用上述方案，本技术的有益效果是：
[0012]该电路采用了数字化的控制，通过数字逻辑转换控制模块实现数字锁相环，可根
据换能器谐振频率的变化，自动跟踪锁定谐振频率，并输出相应的频率信号输入到功率放大及匹配输出模块，进而驱动换能器工作，同时，还设有多个不同的通信接口，可以兼容多个机器设备，使用方便，此外，该电路调节频率范围宽、可以兼容多种不同谐振频率的换能器，泛用性强。
附图说明
[0013]图1为本技术的原理性框图；
[0014]图2为本技术的ADC转换单元的电路图；
[0015]图3为本技术的存储模块的电路图；
[0016]图4为本技术的USB转串口通信单元的电路图；
[0017]图5为本技术的CAN总线通信单元的电路图；
[0018]图6为本技术的对换能器两端电压、电流采样信号进行隔离反馈处理的电路图；
[0019]图7为本技术的数字逻辑转换控制模块的芯片内部编程实现的逻辑处理功能电路图；
[0020]其中，附图标识说明：
[0021]1—主控MCU；
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2—数字逻辑转换控制模块；
[0022]3—信号源模块；
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4—功率调节模块；
[0023]5—功率放大及匹配输出模块；
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6—反馈处理模块；
[0024]7—通信接口模块；
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8—存储模块；
[0025]9—电源模块；
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61—相位反馈单元；
[0026]62—采样单元；
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63—ADC转换单元；
[0027]71—USB转串口通信单元；
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72—CAN总线通信单元；
[0028]73—双端口RAM通信单元。
具体实施方式
[0029]以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。
[0030]参照图1至7所示，本技术提供一种带数字锁相环的超声波发生器电路，包括主控MCU1，以及依次连接于主控MCU1与换能器之间的数字逻辑转换控制模块2、信号源模块3、功率调节模块4和功率放大及匹配输出模块5；所述主控MCU1、数字逻辑转换控制模块2与换能器之间还连接有反馈处理模块6，且主控MCU1还电性连接有通信接口模块7、存储模块8，以及用于为整个电路供电的电源模块9。
[0031]其中，所述功率放大及匹配输出模块5包括功率放大芯片、与功率放大芯片连接的匹配输出变压器；所述反馈处理模块6包括连接于换能器与数字逻辑转换控制模块2之间的相位反馈单元61，相位反馈单元61用于采样换能器两端的电压和电流的相位信号，并将该相位信号传输至数字逻辑转换控制模块2；所述反馈处理模块6还包括依次连接于换能器与主控MCU1之间的采样单元62和ADC转换单元63；所述采样单元62用于采样换能器两端的电压和电流的幅值信号，并传输至ADC转换单元63，ADC转换单元63用于对接收的信号进行ADC转换并传输至主控MCU1；所述通信接口模块7包括USB转串口通信单元71、CAN总线通信单元
72、双端口RAM通信单元73。
[0032]本技术工作原理：
[0033]继续参照图1至7所示，该电路包括主控MCU1、数字逻辑转换控制模块2、信号源模块3、功率调节模块4、功率放大及匹配输出模块5、反馈处理模块6、通信接口模块7、存储模块8和电源模块9，具体地：
[0034]电源模块9：主要是给各个模块提供所需的稳定的电源电压，如+24V、
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24V、+12V、
‑
12V、+5V、
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5V、+3.3V等；
[0035]信号源模块3：主要是经过主控MCU1编程控制，将125M晶振的高频频率进行分频和数字合成频率，输出超声波发生器所需的高精度、高稳定性、低失真度的正弦波信号；
[0036]功率调节模块4：采用12位、双通道、高带宽、电流输出型的数模转换芯片(DAC)，用以配合主控MCU1的编程控制，调节功率输出的大小；
[0037]功率放大及匹配输出模块5：包括功率放大芯片(芯片型号为PA05)和匹配输出变压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带数字锁相环的超声波发生器电路，其特征在于，包括主控MCU，以及依次连接于主控MCU与换能器之间的数字逻辑转换控制模块、信号源模块、功率调节模块和功率放大及匹配输出模块；所述主控MCU、数字逻辑转换控制模块与换能器之间还连接有反馈处理模块，且主控MCU还电性连接有通信接口模块、存储模块，以及用于为整个电路供电的电源模块。2.根据权利要求1所述的带数字锁相环的超声波发生器电路，其特征在于，所述功率放大及匹配输出模块包括功率放大芯片、与功率放大芯片连接的匹配输出变压器。3.根据权利要求1所述的带数字锁相环的超声波发生器电路，其特征在于，所述反馈处理模块包括连接于换能器与数字逻...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋周天，王勇，梁光，
申请(专利权)人：深圳市微迅超声设备有限公司，
类型：新型
国别省市：