基于Fuzzy-DDS的超声换能器频率自动跟踪系统

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。     

基于DSP的超声换能器频率跟踪系统

频率自动跟踪技术是超声波电源的一个重要特性。针对传统的超声电源频率自动跟踪系统的不足,如频率跟踪范围太窄,失锁相及频率误跟踪等问题,提出了一种基于模糊控制和直接数字频率合成(DDS)相结合的混合控制策略。即通过模糊控制器实现频率的粗调,结合数字信号处理(DSP)技术实现模糊控制,通过硬件使用DDS实现频率精确跟踪。试验结果表明,研制的超声波电源具有频率跟踪速度快、准确的优点,并能实现系统的稳定、高效运行。     

基于FPGA的引线键合超声电源的研究

为进一步提高热超声引线键合超声电源的自动频率跟踪速度及精度,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的超声电源设计方案.利用FPGA并行执行的特点,移位乘法器的流水线功能及数字增量式比例、积分及微分(PID)控制算法,缩短了回路控制时间,提高了自动频率跟踪的速度.采用高精度的直接数字频率合成(DDS)和数字锁相环技术,实现了高频率跟踪精度.实验表明,在空载及给定负载状态下,超声变幅杆从失谐状态到谐振状态仅需0.6～1.1 ms;频率跟踪误差不超过士50 Hz.     

基于DDS的超声换能器频率跟踪系统

设计并实现了一种超声换能器频率跟踪系统.该系统采用直接数字合成器(DDS)作为频率调整和信号产生的器件;采用可编程逻辑器件(CPLD)完成相位比较和DDS控制,频率跟踪的响应速度快;单片机作为系统的控制核心,对反馈电流进行实时监控,并在此基础上实现了先扫频后跟踪的策略以及自动解锁控制,使系统有良好的适应性和可靠性.该系统已在超声换能器的实用产品样机上应用,取得了良好的效果.     

基于频率搜索和跟踪的压电超声电源设计

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。     

一种毫米波非相参频率捷变跟踪本振的设计

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。     

基于TMS320LF2407的新型超声波电源的研究

以30kHz／3kw的超声波电源为研究对象,采用DSP芯片代替单片机,设计软、硬件。实现频率跟踪和功率调节控制,提高系统实时性。在此采用全桥逆变器作为超声振动系统的功率转换主电路,解决由于负载温度变化等原因产生谐振频率的漂移,保证系统的高效率。研究粗精复合的频率跟踪方案,采用扫频方法实现频率粗跟踪。采用硬件锁相环实现精跟踪。这两种方法的结合既保证在较宽的频率变化范围内实现频率自动跟踪,又保证跟踪的快速、准确。为适应负载变化的要求,采用软开关的PS-PWM控制方法,使系统的输出功率连续可调。     

基于FPGA的超声波电源数字锁相环电路设计

针对超声波电源的负载存在频率漂移这一特性,阐述了一种基于FPGA的数字锁相环频率自动跟踪系统的设计原理及方法。利用XILINX公司生产的SPARTAN-3 FPGA控制芯片对各模块进行了软件仿真,并且把各模块整合到超声波电源系统中进行了实验验证。实验结果表明,该超声波电源具有电路简单、频率跟踪性能好等特点。     

基于74HC4046新型频率跟踪电路的研究

频率跟踪是超声波电源的一个重要特性.讨论了超声波清洗机中自动频率跟踪的必要性,在介绍超声波清洗机的主电路原理、PLL锁相环原理的基础上,利用单片机检测超声电源负载的电流、电压的相位差,从而改变74HC4046的输出频率,完成了变步长频率跟踪软件设计.结果表明,该系统具有很好的频率跟踪性能.     

基于串联谐振式逆变器的频率跟踪控制系统的研究

为提高串联谐振式逆变器的输出效率,减小装置功率器件的开关损耗,必须控制逆变器的工作频率,使之始终与负载的谐振频率保持同步。文中针对传统模拟锁相环的缺点和单纯的数字锁相环当负载参数变化较大时,可能会出现的"失锁"现象,提出采用PID与数字锁相环相结合的频率跟踪控制策略,对串联谐振式逆变器的工作频率进行实时控制,使之能自动跟踪上负载的谐振频率。在MATLAB环境下,对采用PID控制前后的两种频率跟踪控制策略进行了比较,结果表明采用基于PID与数字锁相环相结合的频率跟踪控制具有更好的频率调节特性。在此基础上提出了采用TMS320F2812对该频率跟踪控制系统进行软硬件设计的方法。     

基于DDS的超声电机驱动电源的研究

超声电机(USM)和直接数字频率合成(DDS)都是近年来发展起来的新技术,将DDS应用于USM的驱动电源中,可以促进超声电机的推广应用.以DDS技术原理为基础,设计了一个数字式超声电机驱动电源.应用DDS芯片AD9850和单片机(SCM)89C51作为信号发生器,并进行了模拟隔离和功率放大.经过相关实验,采集到了工作波形,得到电机工作频率为37kHz,速度15 mm/s.结果表明,基于DDS的电源工作稳定可靠,调频调相方便,运行无噪声,适合用于驱动超声电机.     

基于DDS的家用超声治疗仪设计

针对家用超声治疗仪存在谐振频率易漂移及精度低等问题,该文提出了一种将模糊控制器、比例、积分、微分（PID）控制器和锁相环技术结合的复合跟踪策略。通过直接数字式频率合成(DDS)技术结合STM32L151产生超声信号,利用T型网络进行阻抗匹配,对超声治疗仪性能进行测试。实验结果表明,该治疗仪声 电转换效率高,输出的超声波具有精度高,不易失谐等优点。     

声光可调谐滤波器驱动系统设计

声光可调谐滤波器(AOTF)作为一种新型分光元件,其功能的实现可通过对驱动电压的调节来控制衍射光光强,特别是对于非共线型AOTF,通过控制超声波频率能获得更高的衍射效率。该文介绍了基于单片机(SCM)和直接数字频率合成器(DDS)的AOTF的驱动系统设计,该系统主要由信号源模块、功率放大模块及上位机模块3部分组成。单片机用来实现上、下位机的通信及对DDS的控制功能,通过调整频率控制字使DDS输出不同频率的正弦信号;功放模块通过三级级联方式,无需进行阻抗匹配设计,且频带范围宽,接近3个倍频程。该系统可实现单频和扫频两种工作方式,驱动频率为30~200 MHz,驱动功率可达33dBm,结构简单,稳定性好。     

基于NIR-AOTF的超声换能器阻抗特性分析及驱动系统设计

该文从压电超声换能器的阻抗特性出发,在对换能器的输入阻抗及匹配网络进行了深入研究的基础上设计了一种基于高速单片机和直接数字频率合成器(DDS)的NIR-AOTF驱动系统,采用软件查表法将各个频段驱动信号所对应的电压幅值控制字做成表并保存在单片机中,实现了DDS在各个频段的恒功率输出,并采用新型的宽带阻抗变换网络加载在压电换能器,最终在30~80MHz带宽范围内匹配网络 ＞-0.276dB,回波损耗 ＜-10.173dB。由于驱动电路提供功率为36dBm,实验证明换能器获得功率高于35dBm,达到超声换能器实际工作的3-4W功率要求, NIR-AOTF的0级光谱衍射效率最高达73％。     

基于DDS的有源相控阵天线

有源相控阵天线不仅能提高通信系统的性能,而且还能扩充其功能,所以在通信领域的应用越来越广泛.本文介绍一种没有高频移相器的8单元有源相控阵天线系统,它由平面天线阵、数字T/R组件、接收DBF和系统控制分析软件等组成.其基本原理是在发射模式下,利用直接数字合成(DDS)代替传统的高频移相器和衰减器.由于DDS的工作频率比较低,需要通过上变频到系统所需要的工作频率(2.0GHz).在发射模式下,通过控制DDS完成发射波束形成所必需的幅度、相位加权和上变频所必需的本振信号;在接收模式下,则利用DDS技术产生接收信号下变频所必需的本振信号,然后采用DBF技术形成接收波束.文中详细介绍了基于DDS的有源相控阵天线的实现方法和实验结果.通过8单元基于DDS的有源相控阵天线系统的研究,证实了DDS技术在相控阵天线中应用的显著优点和相控阵天线在通信领域具有潜在应用市场.     

An Injection-Locked Frequency-Tracking Σ∆ Direct Digital Frequency Synthesizer

A bandpass (BP) sigma-delta modulator (SigmaDeltaM)-based direct digital frequency synthesizer (DDS) architecture is presented. The DDS output is passed through a single-bit, second-order BPSigmaDeltaM, shaping quantization noise out of the signal band. The single-bit BPSigmaDeltaM is then injection locked to an LC-tank oscillator, which provides a tracking BP filter response within its locking range, suppressing the BPSigmaDeltaM out of band quantization noise. The instantaneous digital frequency control word input of the DDS is used to tune the noise shaper center frequency, achieving up to 20% tuning range around the fundamental. The BPSigmaDeltaM-based synthesizer is fabricated in a 0.25-mum digital CMOS process with four layers of metal. With a second-order BP noise shaper and a 44-MHz LC tank oscillator, an SFDR of 73 dB at a 2-MHz bandwidth and phase noise lower than -105 dBc/Hz at a 10-kHz offset is achieved     

基于AD9832的高频超声波驱动电路的设计研究

为了探究超声波检测技术在猪妊娠诊断中的应用,进一步了解和研究高频超声波检测系统中超声波产生驱动电路,设计了一种基于直接频率合成器（DDS）芯片AD9832的高频超声波驱动电路系统。根据AD9832的工作原理．采用AVR单片机控制AD9832产生2MHz脉冲,经过带通滤波器滤波,使用脉冲变压器放大电压,激励超声波换能器发射高频超声波。通过电路仿真和制作PCB板输出波形的方法来分析电路的处理效果。结果表明各部分电路设计合理实用,并且系统体积小,成本低,功耗小,可以为高频超声波检测系统的设计提供参考和依据。     

基于FPGA的DDS的设计与实现

直接数字频率合成技术，即DDS，是一种新型的频率合成技术和信号产生方法。其电路系统具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换，并且在改变时能够保持相位的连续，很容易实现频率、相位和幅度的数控调整。针对目前市场上的DDS在使用中存在的一些问题，介绍了一种利用Altera公司的低成本FPGA“飓风”系列（EP1C6）实现DDS的具体方法。     

一种减少杂散的直接数字频率合成器改进结构

直接数字式频率合成器（DDS）是一种全数字器件，它不可避免地会引入杂散信号。杂散多且较难预知一直是限制DDS应用的主要因素，文章对DDS的杂散进行了分析，并采用Verilog HDL，设计了一种减少杂散的DDS改进结构，Matalab分析结果表明，所设计的DDS杂散波明显减少，信噪比提高36dB。