基于DDS技术的超声波功率源的设计
本系统中,考虑到系统在高频时要求DA的转换速度较快,所以选用了DA公司的AD9750,它是10位的DA芯片,具有125MSPS的转换速度,其典型接法如图6:
![](http://m.amcfsurvey.com/uphotos/fetch/20130729/150239_2_0.jpg)
2.4滤波放大及阻抗匹配的实现
考虑到系统中的超声波的频率范围大概处于1k至100k之间,所以前向滤波采用的是Sallen-Key Low-Pass Filter滤波器,其电路结构如图7所示。
为了使系统能高效稳定的工作,我们选用了集成功率放大模块D-500W。
在超声波功率源的设计中,发生器与换能器的匹配设计非常重要,在很大程度上决定了超声设备能否正常、高效地工作。超声波发生器与换能器的匹配包括两个方面:阻抗匹配和调谐匹配。阻抗匹配使换能器的阻抗变换为最佳负载,即起阻抗变换作用。调谐匹配使换能器两端的电压和电流同相,从而使效率最高,同时串联谐振可以提高换能器两端电压,有利于对压电换能器激励。
本系统中的阻抗匹配采用的是一个高频变压器,功放的输出经过高频变压器的耦合以后加在超声波换能器上,如图8所示,取得了较好的匹配效果。
![](http://m.amcfsurvey.com/uphotos/fetch/20130729/150239_2_1.jpg)
三 试验结果
试验中采用的超声波换能器的参数如下:谐振频率f(KH) 49.05等效阻抗R(Ω)73.9静电容C0(nf)4.94,FPGA产生的正弦波的频率设定位49.5KHz,测得的功放的输出电压和换能器两端的输入电压的波形如下图所示。
![](http://m.amcfsurvey.com/uphotos/fetch/20130729/150239_2_2.jpg)
可见,系统在高频下的波形较为稳定,且可在较高的功率下连续工作,获得了较为完好的波形。
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