超声换能器的电感—变压器阻抗匹配研究

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3、除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构己经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。：文口／公－女学位论文作者签名；淋日期学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。学校可Ｗ向国家有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许

4、论文被查阅和借阅。（保密论文在解密后遵守此规定）；；欠保密论文注释本学位论文属于保密论文，密级保密期限为年。学位论文作者签名；；指导教师签名．．日期；日期：是沁女Ｍ摘要一超声换能器是基础和关键的声学部件之，在超声应用中占有重要的地位。超声换能器通常工作在其谐振频率附近，其等效阻抗会随着超声换能器的工作状态和环境的变化而发生改变。为保护超声换能器和提高超声换能器能量传输效率，需要在谐振频率下进行阻抗匹配。现有的匹配方式可Ｗ分静态匹配和动态匹配两种方式，其中静态匹配采用的是

5、根据负载的阻抗，求出特定匹配模型相应的电感和电容，此匹配方案适合用于阻抗固定不变的场合。对于负载阻抗变化的场合，，，目前应用较为广泛的是动态匹配方式即根据实时检测系统阻抗匹配状态通过调节匹配模型中相应的可调电感和可调电容实现阻抗匹配，但此匹配方式存在匹配精度低、匹配复杂等缺点。本文在研究当前匹配技术的基础上，在提高匹－配精度、便利性和实时性等方面对现有匹配模型做出改进，提出通过电感变压器匹配模型、实时检测电路和反馈控制电路，实现阻抗的匹配。－，本文分析了电感变压器匹配模型的原理结合超声换能器的阻抗

6、特性，确：通过检测电路实时检测匹配电路两端的电压和电流信号定了阻抗匹配方案，通过分析该信号来判断系统当前状态，通过调节变压器。若判断需要进行阻抗匹配初级线圈的西数，Ｗ实现阻抗中电阻部分的匹配，调节可调电感Ｗ实现阻抗中电抗部分的匹配。本文详细阐述了系统硬件和软件部分的设计，系统硬件主要包括阻抗匹配网络、检测电路和显示电路Ｈ个部分。阻抗匹配网络的设计目的是确定变压器各参数值。检测电路包括电压采集电路、基于电流互感器的电流采集电路、整形电路Ｗ及基于ＦＰＧＡ的频率、相位和幅值检测电路。显示电路的主要作用是

7、显示系统当前所处状态。系统的软件部分包括基于ＳＴＣ８９Ｃ５２的各模块初始化程序、数据采集子系统、反馈调节子系统和显示子系统。通过信号发生器、阻抗分析仪、功率放大器和数字示波器对系统中各电路模块进行性能测试，实验结果表明该系统具有较高的测试精度，可在超声换能器的阻抗匹配中得到应用和推广。关键词：超声换能器，，ＦＰＧＡ，阻抗匹配变压器和电感，单片机ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＵｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｉｓｏｎｅｏｆｌ；ｈｅｍｏｓｔｂａｓｉｃａｎｄｉ

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