[发明专利]一种高频超声换能器锁频实现方法

权利要求书

1.一种高频超声换能器锁频实现方法，其特征在于：包括处理器模块、DDS信号发生模块、可调功率放大模块、电压电流采样及I/V转换模块、乘法器模块、低通滤波器模块、ADC采样模块、显示模块和高频超声换能器，

利用处理器模块驱动DDS信号发生模块产生频率可变的高频连续正弦波信号；利用可调功率放大模块对高频正弦波信号进行可调功率放大；经过功率放大的高频连续正弦波信号驱动高频超声换能器以连续波模式工作；利用电压电流采样及I/V转换模块对换能器负载输出电压电流信号进行采集，电压信号进行分压采集处理，电流信号经过I/V转换成电压信号进行采集；将采集到的电压电流信号送入乘法器模块进行混频处理；将输出得到混频信号送入低通滤波器模块，将高频分量信号滤除，剩下低频直流分量；将低频直流分量送入ADC采样模块进行AD转换，ADC采样数据处理采用中位值平均滤波法，输出反应相位差大小的数字化低频直流分量的值；将AD转换后的值送入处理器模块进行判断处理，通过判断ADC采样直流分量，根据采样值大小确定相位差大小，利用大小步长搜索方法对频率进行跟踪和锁定，最后输出锁定后的谐振频率；最后将锁定的谐振频率结果输出显示到显示模块上；

所述低通滤波器模块阶数为五阶，截止频率为10Hz。

2.根据权利要求1所述的一种高频超声换能器锁频实现方法，其特征在于：所述处理器作为主控中心，控制所述DDS信号发生模块产生高频率可变的正弦波，同时处理所述ADC采样模块的采样数据以及驱动所述显示模块，进行后续编程处理和结果显示。

3.根据权利要求1或2所述的一种高频超声换能器锁频实现方法，其特征在于：所述处理器控制所述DDS信号发生模块输出连续的高频率正弦波，在时钟信号上升沿到来时将一位数据信息通过位控制引脚输入到芯片中去，当位控制信息传送完毕，通过频率控制引脚产生一个脉冲对输出频率和相位进行更新。

4.根据权利要求1所述的一种高频超声换能器锁频实现方法，其特征在于：所述可调功率放大模块实现对所述DDS信号发生模块产生的连续正弦波信号进行可调节式功率放大。

5.根据权利要求1所述的一种高频超声换能器锁频实现方法，其特征在于：所述电压电流采样及I/V转换模块中的I/V转换模块采用跨阻式运算放大电路，其输入偏置电流为2pA，输入失调电压为±250μV。

6.根据权利要求1所述的一种高频超声换能器锁频实现方法，其特征在于：所述乘法器模块带宽为250MHz，满足高频超声信号所需带宽要求。

7.根据权利要求1所述一种高频超声换能器锁频实现方法，其特征在于：所述ADC采样模块采用芯片为24位高精度，电压分辨率为10μV。