[發(fā)明專利]一種超聲波換能器的數(shù)字信號調(diào)制與驅(qū)動(dòng)電路及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910266582.0
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109883494A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遲瑞東;歷寶忠;遲瑞娟
• 申請（專利權(quán)）人: 淄博宇聲計(jì)量科技有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 濟(jì)南竹森知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37270
• 代理人: 呂利敏

1.一種超聲波換能器的數(shù)字信號調(diào)制與驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電路包括數(shù)字信號調(diào)制器、模擬適配電路以及可編程功率驅(qū)動(dòng)控制電路；

所述數(shù)字信號調(diào)制器包括：在微處理器U1內(nèi)部設(shè)置的數(shù)字信號調(diào)制器DSM，其用于對超聲波換能器的數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號的調(diào)制；反相器A1提供一路與DSM輸出信號相位互補(bǔ)的信號，兩路所述信號相互配合驅(qū)動(dòng)下述模擬適配電路中所述推挽電路的兩臂交替導(dǎo)通和關(guān)斷；

所述模擬適配電路包括微處理器U1、變壓器T1、第一電子開關(guān)SW1、第二電子開關(guān)SW2、第一整流器件D1、第二整流器件D2、第一輸入保護(hù)電阻R1、第二輸入保護(hù)電阻R2和諧振激勵(lì)回路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波換能器的數(shù)字信號調(diào)制與驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述諧振激勵(lì)回路包括：阻尼電阻R3、諧振電容C1、保護(hù)電阻R4以及換能器Td。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波換能器的數(shù)字信號調(diào)制與驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述可編程功率驅(qū)動(dòng)控制電路包括微處理器U1、可編程電流沉G1和電壓源V1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種超聲波換能器的數(shù)字信號調(diào)制與驅(qū)動(dòng)電路的工作方法：

所述微處理器U1根據(jù)檢測到的信號幅度和信噪比變化，通過可編程電流沉G1調(diào)節(jié)變壓器T1原邊線圈回路中允許通過的最大激勵(lì)電流，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)信號功率的自動(dòng)控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超聲波換能器的數(shù)字信號調(diào)制與驅(qū)動(dòng)電路的工作方法，其特征在于，隨時(shí)間變化的激勵(lì)電流i(t)在變壓器T1的原邊線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢v_p(t):

在公式(1)中t為時(shí)間變量，L_p為變壓器T1原邊線圈的自感系數(shù)，激勵(lì)電流i(t)的幅值由可編程電流沉G1限定，通過變壓器T1原副線圈間的耦合互感，原邊線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢v_p(t)在副邊線圈中產(chǎn)生感應(yīng)交變電動(dòng)勢v_s(t)，對于理想變壓器存在：

在公式(2)中為副原線圈的匝數(shù)比；感應(yīng)交變電動(dòng)勢v_s(t)通過諧振回路激勵(lì)換能器Td產(chǎn)生超聲波信號，并發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)控制輸出信號功率的目的。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超聲波換能器的數(shù)字信號調(diào)制與驅(qū)動(dòng)電路的工作方法，其特征在于，所述電壓源V1為可編程電壓源。