[实用新型]一种超声波换能器电流极值检测数字电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测数字电路，具体说，是涉及一种超声波换能器频率跟踪电流极值检测数字电路。

背景技术

聚能式大功率超声波换能器在焊接、萃取、破碎和金属加工等领域广泛应用，由于换能器晶片温度系数、负载材料的硬度和接触面对换能器工作频率影响较大，因此需要对聚能式超声换能器进行频率跟踪。

常用的超声频率跟踪方式有声反馈跟踪和电反馈跟踪，均主要以电反馈为主，电反馈法包括电流反馈法、差动变量器电桥法、锁相法(PLL)等。频率跟踪效果最好的是锁相法，但锁相法往往受制于超声换能器匹配电路参数的影响，实际应用并不常见；而差动变量器电桥法多为中小等功率的自激电路采用；而电流反馈法是在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈，若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈，通常可以采用负载短路法来判断，其控制方便，实现电路简单，但是，现有的电流反馈法未能实现全数字硬件电路化，外围接口电路复杂，工作效率低。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述缺陷和需求，本实用新型的目的是提供一种全数字硬件电路实现、外围接口电路简单、工作速度快、无AD转换过程、无需程序控制，能自适应搜索到极值点的超声波换能器电流极值检测数字电路。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种超声波换能器电流极值检测数字电路，包括极值检测单元和频率发生单元，极值检测单元包括D/A数模转化、取样比较器、样值计数器、锁存器I、锁存器II和极值比较器，频率发生单元包括减一计数器、波形产生电路、周期预置计数器和死区发生器。

作为一种优选方案，所述的D/A数模转化的输出端与取样比较器的输入端相连，取样比较器的输出端与锁存器I的输入端相连，样值计数器的输出端与D/A数模转化的输入端以及锁存器I的输入端相连，锁存器I的输出端与锁存器II的输入端相连，样值计数器的输出端输出单脉冲信号给锁存器II，所述锁存器I和锁存器II的输出端均与极值比较器的输入端相连；所述极值比较器的输出端通过死区发生器与周期预置计数器的输入端相连，所述样值计数器的输出端与周期预置计数器相连，所述周期预置计数器的输出端与减一计数器的输入端相连，所述减一计数器的输出端与波形产生电路相连。

作为一种优选方案，所述的样值计数器为8位加一计数器，其计数范围为0～256。

作为一种优选方式，所述的周期预置计数器为16位计数器，低六位输出至减一计数器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型提供的超声换能器频率跟踪电流极值检测数字电路，能实时跟踪换能器谐振频率的变化，自适应搜索到极值点且稳定工作在极值点附近，全数字硬件电路实现，外围接口电路简单，工作速度快，无AD转换过程，无需程序控制，实验结果表明频率跟踪及时、工作稳定、不受匹配电路参数的影响，适应性强。

附图说明

图1是本实用新型超声波换能器电流极值检测数字电路的示意图；

图2是信号比较和数字量锁存示意图；

图3是主时钟信号工作过程的示意图；

图4是周期预置计数器工作过程的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细的说明。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

实施例