壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、壓電換能器的電端匹配在功率超聲的應(yīng)用中占有重要地位，傳統(tǒng)的靜態(tài)匹配方式不能適應(yīng)壓電換能器在工作過(guò)程中的阻抗變化，目前應(yīng)用較為廣泛的動(dòng)態(tài)匹配方式主要是針對(duì)超聲電源頻率變化的場(chǎng)合，但只達(dá)到諧振而未實(shí)現(xiàn)變阻功能。在超聲治療設(shè)備中，超聲電源的輸出頻率是固定的，需要在固定頻率下對(duì)壓電換能器進(jìn)行匹配。本文從壓電換能器電端匹配的基本原理和要求出發(fā)，提出了一種新的自動(dòng)阻抗匹配的方法，通過(guò)在線檢測(cè)匹配后換能器的阻抗，據(jù)此調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，同時(shí)達(dá)到諧振和

2、變阻的功能。 本文在分析了壓電換能器的阻抗特性之后，確立了自動(dòng)阻抗匹配系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。采用矢量電壓電流法和步進(jìn)電機(jī)分別測(cè)量換能器的阻抗和調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，給出了該方案硬件和軟件部分的實(shí)現(xiàn)方法。硬件電路由單片機(jī)C8051F015、電壓電流互感器、有源帶通濾波電路、有效值轉(zhuǎn)換電路，外部計(jì)數(shù)電路、步進(jìn)電機(jī)等組成。文中對(duì)各單元電路的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了詳盡的介紹，分析了誤差來(lái)源和改進(jìn)措施。在軟件設(shè)計(jì)方面，給出了軟件的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)的功能，全