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智能超声波清洗机功率源的设计

发表时间:2020-06-30编辑:

  超声波在财富中的使用接续涌现,比如超声波探伤,超声波清洗机等等。伴同着超声研讨的热门,若何有用的发生吻合要求的超声波功率源也变的遑急起来,其遵从赋性直接影响着超声的研讨工作。上述研讨必要超声波具备高鉴别率、高执著性、大功率、频次大范畴可调等赋性,为此,本文提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA DDS技术用来发生超声波功率源的经管,并已将其使用在现实的声学研讨中。

  1.细碎硬件实现:2.1DDS情理及电路实现 DDS技术是一种用数字管束信号的相位增量技术,具备频次鉴别率高、执著性好、可机动发生多种信号的利益。基于DDS波形发生器是通过篡改相位增量存放器的值phase每个时钟周期的度数)来篡改输出频次的如图2所示,每当N位全加器的输出锁存器领受到一个时钟脉冲时,锁具备相位增量存放器中的频次管束字就和N位全加器的输出相加。相位累加器的输出被锁存后,就作为波形存储器的一个寻址所在,该所在对应的波形存储器中的模式就是一个波形合成点的幅度值,今后经D/A 转换变成模仿值输出。当下一个时钟到来时,相位累加器的输出又加一次频次管束字,使波形存储器的所在处于所合成波形的下一个幅值点上。最终,相位累加器检索到充裕的点就构成了整个波形。为了使细碎能高效执著的工作,选用了集成功率放大模块D-500W超声波功率源的筹划中,发生器与换能器的结婚筹划十分紧要,很大水平上决意了超声装备可否畸形、高效地工作。超声波发生器与换能器的结婚包括两个方面:阻抗结婚和调谐结婚。阻抗结婚使换能器的阻抗变卦为最佳负载,即起阻抗变卦感召。调谐结婚使换能器两真个电压和电流同相,从而使遵从最高,同时串连谐振笼统提高换能器两端电压,有利于对压电换能器鼓励。 本细碎中的阻抗结婚采纳的一个高频变压器,功放的输出通过过程高频变压器的耦合之后加在超声波换能器上,如图8所示,得到了较好的结婚效果。

  

  2 履行究竟:履行中采纳的超声波换能器的参数如下:谐振频次fKH49.05等效阻抗RΩ)73.9静电容C0nf4.94FPGA 发生的正弦波的频次设定位49.5KHz,测得的功放的输出电压和换能器两真个输出电压的波形如下图所示。

  3.细碎情理及赋性:细碎情理如图1所示。用现场可编程逻辑门阵列(FPGA 芯片,通过直接数字频次合成(DDS技术发生频次为1kHz100kHz波形信号;功率放大采纳功放模块;功率放模块的输出通过输出变压器和电感构成的结婚网络驱动压电换能器激发超声波。

  本细碎的主要赋性有:

  1.用数字DDS技术发生波形信号,鉴别率高、执著性好、频次范畴大,细碎频次不会随工作岁月涌现漂移。

  2.功率放大功放模块,细碎遵从执著,功率可达500W支配。

  3.细碎通过上位机串行口输出管束数据或领受反馈,独霸机动利便。

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