摘要：针对超声波电源工作时负载状态改变,换能系统产生谐振漂移的问题,提出了一种基于STM32的频率自动跟踪超声波电源的设计。电源逆变电路采用带辅助网络的全桥结构,阻抗匹配电路选择了一种改进型的T型匹配网络,应用PWM移相调功技术控制电源的输出功率,通过数字鉴相技术得到电压电流的相位差作为电路谐振状态的反馈信号,结合STM32主控制器进行PI控制,调节PWM波的输出频率使电路始终工作于谐振状态,实现了谐振频率的自动跟踪。最后基于该设计方案,实际制作了一款应用于超声波清洗仪的电源,并通过实验验证了该电源具有输出功率稳定,负载适应性强,输出频率自动跟踪等特点。

摘要：非相参捷变频雷达在设计过程中通常面临捷变频发射后如何接收的问题,而采用数字频率测量的方法不但可以解决该问题,而且能够得到较高的频率跟踪精度。本文介绍了这种频率跟踪方法的设计原理和设计内容。此种频率跟踪本振采用数字频率跟踪方法,跟踪发射信号的频率,主要由毫米波频率变换电路、测频单元和控制单元等部分组成。采用此种设计方法实现了毫米波非相参频率捷变跟踪本振产品的研制,并投入生产。此种技术还能广泛应用于其他频段的捷变频雷达、电子对抗等领域。

摘要：设计了谐振式微悬臂梁传感器闭环接口和嵌入式频率读出电路。首先,谐振式微悬臂梁传感器和接口电路组成闭环自激振荡系统。为了提高该闭环系统的频率稳定性和频率跟踪性能,引入具有无相差频率跟踪的锁相环电路,并设计放大移相电路以满足闭环自激振荡条件。该闭环系统的频率稳定性可达±0.1Hz,并且能够实时跟踪悬臂梁谐振频率的变化。此外,单独设计了嵌入式的频率读出电路,用于检测并显示悬臂梁的谐振频率。将悬臂梁传感器、接口电路和频率读出电路集成在一起,做出了小巧便携式样机,用该样机可成功探测到体积分数低至约几个10-9量级的DMMP气体。

摘要：针对洁牙机的超声电源在工作时难以快速搜索到压电陶瓷换能器谐振点,长时间工作引起大功率器件发热量过大致使系统产生谐振漂移、不能稳定工作的问题,提出了一种基于频率自动搜索与跟踪的超声洁牙机驱动电源设计。该设计通过STM32单片机控制输出步进PWM,基于最大反馈电流设计变步长法快速搜索谐振频率;再利用相位检测技术将换能器输出的电压电流相位差作为电路谐振状态的反馈信号,结合STM32单片机进行PID控制,改变PWM占空比调节电路的振荡频率使系统始终工作于谐振状态,实现谐振频率的自动跟踪,并基于此设计出超声电源电路与控制软件。实验结果表明,该超声电源能快速搜索到换能器的谐振频率,并对谐振频率自动跟踪,使系统能稳定、长时间地工作。

摘要：针对传统超声频率跟踪系统锁相范围窄,电源启动或负载突变时易失锁等缺点,提出了一种将数字模糊控制器和数字频率直接合成(DDS)相结合的复合频率跟踪策略,对其设计方法、工作原理进行阐述。实验结果表明,运用该种控制方法的超声系统具有频率跟踪速度快,跟踪准确的优点,实现了系统的稳定、高效运行,提高了换能器的效率。

摘要：压电式微固体模态陀螺振子通过交变电压激振、传感电极感应出电荷。当激励电压频率为某阶振动模态谐振频率时,感应电荷达到最大值。设计了谐振频率自动跟踪电路,使陀螺稳定工作在谐振模态。使用现场可编程门阵列(FPGA)控制直接数字频率合成器(DDS)产生频率精确可调的激励电压,驱动陀螺振子振动。检测谐振点对应的激励电压和感应信号间的相位差,作为反馈信号调节激励电压频率。实验结果表明,当相位差锁定区域处在98.48°～100.27°时,振子感应电极输出信号最大,振子处于谐振状态,实现了振子谐振频率的跟踪锁定。该系统可用于以谐振器为核心器件的振子工作模态锁定与跟踪。

摘要：不同清洗物所需的清洗频段不同,需要接入的超声波换能器也不同。为了提高超声波发生器对不同频段换能器的适应性,设计了一种由上位机进行频率给定、锁相环电路进行频率跟踪的闭环控制系统。整个系统由STM32主控制器产生脉冲宽度调制(PWM)脉冲信号,控制EXB841优化驱动电路,驱动高频全桥逆变电路;通过阻抗匹配和输出电流的检测,保证作用于换能器输出的功率值最大。同时对于不同频段的超声波换能器,需要调整给定输入,保持发生器在频率基准值的一定范围内进行频率跟踪。超声波换能器测试样机工作频率点为28.8 kHz,最大功率1 500 W,将本系统接入后谐振频率保持在28.8 kHz左右,输出功率近似为最大值。经测试,该系统对于工作频率点为20~40 kHz的超声波换能器都具有较好的适应性。

摘要：对于多峰超声振动系统工作过程中存在的频率漂移问题,采用传统单一的相位法或电流反馈法进行频率跟踪,存在频率跟踪范围较窄,可靠性较差等不足;为了解决多峰超声振动系统的频率搜索和频率跟踪的困难性,研究了多峰超声振子的电流与电压的相位关系、电流变化趋势和电流大小,以及三者的关系,确立了相位和电流双参数联合控制的方法,设计出相应的控制算法和电路系统,并在自制的超声塑料焊接电源上进行频率搜索和频率跟踪实验;实验结果表明双参数频率搜索与跟踪的方法是可行的。

摘要：频率跟踪是超声波电源的一个非常重要的特性。传统的频率跟踪系统又存在频率跟踪范围较窄,可靠性较差等不足。为此,在介绍超声波电源基本原理基础上,提出了一种新颖的比例积分结合数字锁相环(PI-DPLL)的频率跟踪方法。利用DSP作为主控芯片,设计了一台基于PI-DPLL频率跟踪系统的超声波清洗机试验装置。试验表明,基于PI-DPLL控制的超声波电源具有电路简单、频率跟踪性能好、电源输入因数高等特点。

摘要：中国环流器二号A装置极向场电源系统采用双三相桥12脉波晶闸管整流电路。针对其交流侧电压频率变化较大的特点以及模拟触发控制电路器件参数分散、调试困难、脉冲对称性较差等问题,提出并设计了一种以DSP为控制核心的宽频率范围跟踪晶闸管数字化触发器。经分析与实验发现该系统提高了控制精度和实时性,同时考虑到实际工作情况,用软件实现了缺相的保护、相序自适应功能。通过对过电压、过电流情况进行实时检测,利用软硬件实现封锁脉冲和从相控整流到有源逆变的转换。