欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 201510137517X
申请人: 大连交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种复频超声波电源,其特征在于:它包括信号发生及功率放大单元、频率跟踪单元和控制单元;

所述信号发生及功率放大单元用于根据所述控制单元输出的控制信号同时输出两路超声波信号,并进行信号滤波、功率放大后以驱动复频换能器工作;

所述频率跟踪单元根据所述信号发生及功率放大单元的输出对复频换能器进行扫频和锁相,并将扫频和锁相过程中的信号反馈给所述控制单元;

所述控制单元根据所述频率跟踪单元的反馈信号调整所述控制信号发生及功率放大单元的输出频率。

2.如权利要求1所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述信号发生及功率放大单元分为结构相同的两路,每一路均包括一输入端连接所述控制单元的超声波发生模块,每一所述超声波发生模块的输出端依次连接信号滤波器、功放驱动模块、功率放大器和复频换能器;所述超声波发生模块根据所述控制单元发送的控制信号产生相应频率、占空比和具有初始相位的超声波信号,并依次经过所述信号滤波器滤波,滤波后的信号触发所述功放驱动模块工作,所述功放驱动模块为所述功率放大器提供驱动能量,以驱动所述功率放大器进行信号的放大,放大后的信号驱动复频换能器工作。

3.如权利要求2所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述频率跟踪单元包括两电流信号采集模块、两电压信号采集模块、四信号滤波器、一模拟多路开关、一相位关系判断模块、一第一A/D转换器、两相位差信号提取模块和两第二A/D转换器;

每一所述功率放大器的输出端各自对应连接一所述电流信号采集模块和一所述电压信号采集模块,每一所述电流信号采集模块和所述电压信号采集模块的输出端均对应连接一所述信号滤波器;每一所述信号滤波器的输出端分成两路:一路连接所述模拟多路开关的输入端,所述模拟多路开关的输出端分别连接所述相位关系判断模块和所述第一A/D转换器,所述相位关系判断模块和所述第一A/D转换器的输出端分别连接所述控制单元;另一路依次连接所述相位差信号提取模块、所述第二A/D转换器和所述控制单元;

每一所述电流信号采集模块和所述电压信号采集模块将采集到的两路超声波信号的电流和电压信号传送给相应的所述信号滤波器进行滤波,然后传送给所述模拟多路开关,所述控制单元向所述模拟多路开关发送采样信号切换控制信号,选通通过所述模拟多路开关的一组电流和电压信号,并将输出的电流和电压信号传送给所述相位关系判断模块,实时判断两者的相位关系,并将反映该相位关系的反馈信号传送给所述控制单元,以通过所述控制单元实现信号发生及功率放大单元输出频率的加频或减频;将输出的电流信号传送给所述第一A/D转换器,转换后传输给所述控制单元,所述控制单元根据实时接收的电流值并结合所述相位关系判断模块判断反馈信号快速搜索最大电流值时对应的频率,以形成所述频率跟踪单元的扫频功能,并通过扫频功能分别得到复频换能器的两路谐振频率,所述控制单元根据该频率控制所述信号发生及功率放大单元输出相应的谐振频率,使得复频换能器工作在谐振状态;

两路所述相位差信号提取模块提取两路超声波信号各自对应的电流与电压间相位差,并通过所述第二A/D转换器将其转换成反映电流和电压相位差信息的数字量后分别反馈给所述控制单元,以保持复频换能器工作在谐振状态;当任意一路的电压与电流之间相位差信号的数字量超出所述控制单元设定的阈值范围时,复频换能器失谐,所述频率跟踪单元重新进入扫频状态。

4.如权利要求3所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述电流信号采集模块采用电流互感器。

5.如权利要求3所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述电压信号采集模块采用电压互感器。

6.如权利要求4所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述电压信号采集模块采用电压互感器。

7.如权利要求3或4或5或6所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述相位关系判断模块采用D触发器。

8.如权利要求7所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述相位差信号提取模块采用数字鉴相器。

9.如权利要求2或3或4或5或6或8所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述控制单元包括所述控制芯片、通信模块、按键和显示屏;所述控制芯片分别电连接所述通信模块、所述按键和所述显示屏;

用于控制所述信号发生及功率放大单元的频率、相位差和功率初始参数通过从上位机接收的所述通信模块或通过所述按键键入的两者之一的方式传送给所述控制芯片;所述控制芯片根据接收的控制信号进行控制所述信号发生及功率放大单元的输出频率,并根据所述频率跟踪单元的反馈信号调整所述信号发生及功率放大单元的输出频率,并在所述显示屏上显示当前工作状态和两路超声波信号的参数信息。

10.如权利要求7所述的一种复频超声波电源,其特征在于:所述控制单元包括所述控制芯片、通信模块、按键和显示屏;所述控制芯片分别电连接所述通信模块、所述按键和所述显示屏;

用于控制所述信号发生及功率放大单元的频率、相位差和功率初始参数通过从上位机接收的所述通信模块或通过所述按键键入的两者之一的方式传送给所述控制芯片;所述控制芯片根据接收的控制信号进行控制所述信号发生及功率放大单元的输出频率,并根据所述频率跟踪单元的反馈信号调整所述信号发生及功率放大单元的输出频率,并在所述显示屏上显示当前工作状态和两路超声波信号的参数信息。