[發明專利]一種鐘形振子的激勵電路

無效

• 申請號: 201110359333.X
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102497166A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 付夢印;鄧志紅;劉彤;王新宇
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H03B28/00
• 分類號: H03B28/00;G01C19/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鐘形振子的激勵電路，其特征在于：由可編程邏輯器件(1)、第一正弦信號發生器(21)、第二正弦信號發生器(22)、第一功率運算放大器(31)、第二功率運算放大器(32)、第一組壓電換能器(41)、第二組壓電換能器(42)以及恒溫晶體振蕩器(5)組成；

其中第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)的信號輸入端口SIG分別與可編程邏輯器件(1)的2個I/O端口PWM1和PWM3相連，第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)的時鐘輸入端口CLK分別與可編程邏輯器件(1)的2個的I/O端口PWM2和PWM4連接，第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)的輸出端口OUT分別與第一功率運算放大器(31)和第二功率運算放大器(32)的輸入端口IN相連，第一功率運算放大器(31)和第二功率運算放大器(32)的輸出端口OUT分別與第一組壓電換能器(41)和第二組壓電換能器(42)相連，可編程邏輯器件(1)的外部時鐘輸入端口EXCLK與恒溫晶體振蕩器(5)的時鐘輸出端口相連；

上述第一組壓電換能器(41)和第二組壓電換能器(42)均安裝在鐘形振子頂部，且兩者安裝相位相差45度，其中每組壓電換能器又包括兩個壓電換能器，每組中兩個壓電換能器的安裝位置相差180度；

上述可編程邏輯器件(1)的JTAG編程口和外部編程器(6)相連。

2.根據權利要求1所述的一種鐘形振子的激勵電路，其特征在于：所述可編程邏輯器件(1)采用數字信號處理器DSP或者單片機MCU實現。

3.根據權利要求1所述的一種鐘形振子的激勵電路，其特征在于：所述第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)為相同結構，均包括低通開關電容式濾波器、有源一階低通濾波器及相關外圍電路，其連接關系為：低通開關電容式濾波器的信號輸入端口和時鐘輸入端口即為對應正弦信號發生器的信號輸入端口SIG和時鐘輸入端口CLK，低通開關電容式濾波器的輸出端口與對應有源一階低通濾波器的輸入端口相連，有源一階低通濾波器的輸出端口即為對應正弦信號發生器的輸出端口OUT。

4.根據權利要求1所述的一種鐘形振子的激勵電路，其特征在于其工作過程為：

1)可編程邏輯器件(1)的I/O端口PWM1和PWM3分別產生兩路與振子固有頻率相同且占空比為50％的方波，作為第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)的信號輸入來控制第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)所產生正弦波的頻率；

2)可編程邏輯器件(1)的I/O端口PWM2和PWM4分別產生兩路頻率為振子固有頻率的50倍且占空比為50％的方波，作為第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)的時鐘輸入來控制第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)中低通開關電容式濾波器的截止頻率，使截止頻率等于其輸入信號的頻率，進而控制正弦波幅值；

3)第一正弦信號發生器(21)和第二正弦信號發生器(22)產生的正弦波分別作為第一功率運算放大器(31)和第二功率運算放大器(32)的輸入信號來使第一功率運算放大器(31)和第二功率運算放大器(32)產生兩路正弦激勵信號；

4)步驟3)產生的兩路正弦激勵信號分別作為第一組壓電換能器(41)和第二組壓電換能器(42)的輸入信號，激勵鐘形振子產生四波腹振形；

5)通過控制可編程邏輯器件(1)的4個I/O端口PWM1、PWM2、PWM3、PWM4產生的4路方波信號的頻率，可控制兩路正弦激勵信號的幅值及頻率，進而控制四波腹振形的振幅和振形扭轉。