壓電換能器自動阻抗匹配系統(tǒng)的設計.pdf

1、壓電換能器的電端匹配在功率超聲的應用中占有重要地位，傳統(tǒng)的靜態(tài)匹配方式不能適應壓電換能器在工作過程中的阻抗變化，目前應用較為廣泛的動態(tài)匹配方式主要是針對超聲電源頻率變化的場合，但只達到諧振而未實現變阻功能。在超聲治療設備中，超聲電源的輸出頻率是固定的，需要在固定頻率下對壓電換能器進行匹配。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阻抗匹配的方法，通過在線檢測匹配后換能器的阻抗，據此調節(jié)匹配網絡的參數，同時達到諧振和

2、變阻的功能。 本文在分析了壓電換能器的阻抗特性之后，確立了自動阻抗匹配系統(tǒng)的總體設計方案。采用矢量電壓電流法和步進電機分別測量換能器的阻抗和調節(jié)匹配網絡，給出了該方案硬件和軟件部分的實現方法。硬件電路由單片機C8051F015、電壓電流互感器、有源帶通濾波電路、有效值轉換電路，外部計數電路、步進電機等組成。文中對各單元電路的結構與功能進行了詳盡的介紹，分析了誤差來源和改進措施。在軟件設計方面，給出了軟件的設計思路和實現的功能，全