專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器。
背景技術(shù)：
在超聲波醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)中常常會(huì)遇到超聲壓電換能器阻抗匹配 的問(wèn)題，解決的方法是設(shè)計(jì)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的匹配電路對(duì)壓電換能器的阻抗 進(jìn)行匹配，此匹配電路的優(yōu)劣將直接影響壓電換能器獲得的功率及設(shè) 備的安全運(yùn)行。由于壓電換能器的阻抗特性對(duì)溫度變化及工作環(huán)境比 較敏感，這就使得匹配電路的設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜。
圖5所示為現(xiàn)有技術(shù)中超聲壓電換能器的匹配原理圖。其中Z,為 換能器的輸入阻抗，可表示為Z產(chǎn)Ri+jXi。 Zc為換能器經(jīng)過(guò)匹配后，換 能器與匹配電路整體對(duì)外呈現(xiàn)的輸入阻抗，可表示為Zc=Rc+jXc。 Z0 為超聲電源的輸出阻抗，其值一般比較小且呈純阻型。匹配電路主要 實(shí)現(xiàn)調(diào)諧和變阻的目的，即RC=Z(Z為傳輸電纜的特性阻抗， 一般為 50Q)且Xc=0。
目前常用的對(duì)超聲壓電換能器的匹配方法分為靜態(tài)匹配和動(dòng)態(tài)匹 配兩種。靜態(tài)匹配是用變壓器、電感和電容等元器件對(duì)一定工作頻率 下壓電換能器的電抗部分進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到調(diào)諧的目的。這種方法電路 簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但不能適應(yīng)壓電換能器在工作過(guò)程中阻抗的實(shí)時(shí)變
化，使換能器在失諧狀態(tài)下工作，影響輸出功率及整機(jī)的安全性。動(dòng) 態(tài)匹配有頻率跟蹤和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)匹配元件兩種方法。前者適用于超聲波 電源輸出頻率變化的場(chǎng)合，它采用負(fù)反饋技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)工作過(guò)程中 電路的某些參數(shù)(電流、功率等)相應(yīng)調(diào)整超聲波電源的輸出頻率， 電路比較復(fù)雜；后者適用于工作頻率固定的場(chǎng)合，也是檢測(cè)工作過(guò)程 中電路的某些參數(shù)來(lái)相應(yīng)調(diào)節(jié)匹配元件以達(dá)到動(dòng)態(tài)匹配的目的。這兩 種方法都能使設(shè)備始終工作在諧振狀態(tài)下，即Xc=0，但是不能保證RC=Z，反射功率較大，換能器的超聲轉(zhuǎn)換效率低且兩種方法的匹配精 度都比較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中匹配電路存在 的上述不足，提供一種能夠同時(shí)滿(mǎn)足調(diào)諧和變阻的要求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 體積小，匹配精度高的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器。
解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該超聲壓電換能 器自動(dòng)阻抗匹配器包括工作電源、超聲電源、可與超聲壓電換能器相 連的匹配電路，還包括有取樣電路、信號(hào)檢測(cè)與處理電路、控制單元， 所述工作電源的輸出端分別與信號(hào)檢測(cè)與處理電路、控制單元相連， 所述取樣電路的輸入端與超聲電源相連，其輸出端分別與匹配電路、 信號(hào)檢測(cè)與處理電路的輸入端相連，所述信號(hào)檢測(cè)與處理電路的輸出 端與控制單元的輸入端相連，所述控制單元的輸出端與匹配電路的輸 入端相連，取樣電路用于提取匹配電路以及超聲壓電換能器兩端的電 壓和流過(guò)匹配電路以及超聲壓電換能器的總電流，并將上述電壓和電 流信號(hào)送入信號(hào)檢測(cè)與處理電路，信號(hào)檢測(cè)與處理電路通過(guò)檢測(cè)與處 理上述電壓和電流信號(hào)得到電壓和電流信號(hào)的有效值、相位差及相位 關(guān)系，控制單元再根據(jù)所得到的電壓和電流信號(hào)的有效值、相位差及 相位關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)匹配電路。
所述取樣電路可包括取樣電阻R7、電流互感器Tl和電壓互感器 T2，電流互感器Tl的原邊與超聲電源以及匹配電路的輸入端串聯(lián)， 其副邊與取樣電阻R7相連，用于檢測(cè)流經(jīng)匹配電路和超聲壓電換能 器的總電流信號(hào)；電壓互感器T2的原邊與匹配電路以及超聲壓電換 能器并聯(lián)，其副邊與有源濾波電路輸入端相連，用于檢測(cè)匹配電路和 超聲壓電換能器兩端的電壓信號(hào)。
所述匹配電路可包括電容C3和可調(diào)電感Ll，可以根據(jù)檢測(cè)獲得 的電路參數(shù)調(diào)節(jié)自身的阻抗，以實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲壓電換能器阻抗的自動(dòng)匹 配。
所述信號(hào)檢測(cè)與處理電路可包括有源濾波電路、有效值檢測(cè)電路、波形轉(zhuǎn)換電路、相位差檢測(cè)電路、相位判斷電路和A/D轉(zhuǎn)換電路， 有源濾波電路的輸入端與所述取樣電路的輸出端相連，其輸出端分別 與波形轉(zhuǎn)換電路以及有效值檢測(cè)電路的輸入端相連，波形轉(zhuǎn)換電路的 輸出端分別與相位差檢測(cè)電路和相位判斷電路的輸入端相連，有效值
檢測(cè)電路以及相位差檢測(cè)電路的輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入 端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路以及相位判斷電路的輸出端分別與控制單元的 輸入端相連。有源濾波電路對(duì)取樣電路中提取的電壓及電流信號(hào)進(jìn)行 濾波及放大處理后，分別送至有效值檢測(cè)電路和波形轉(zhuǎn)換電路，在有 效值檢測(cè)電路中分別檢測(cè)出電壓及電流信號(hào)的有效值，在波形轉(zhuǎn)換電 路將正弦波形式的電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，波形轉(zhuǎn)換電路的 輸出信號(hào)再經(jīng)過(guò)相位差檢測(cè)電路和相位判斷電路，得到電壓及電流信 號(hào)的相位差及相位關(guān)系，再將電壓及電流信號(hào)的有效值和相位差信號(hào) 分別送入A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)換得到的值連同相位 判斷信號(hào)一起送入控制單元。'
其中，所述有源濾波電路包括兩塊高速放大芯片及兩個(gè)R-C帶 通濾波網(wǎng)絡(luò)，組成兩路通道，分別處理電壓和電流信號(hào)。
所述有效值檢測(cè)電路可包括兩塊高速真有效值/直流轉(zhuǎn)換芯片， 分別檢測(cè)電壓和電流信號(hào)的有效值。
所述波形轉(zhuǎn)換電路可采用一個(gè)高速過(guò)零比較器。
所述相位差檢測(cè)電路可包括一個(gè)異或門(mén)和一個(gè)高速真有效值/ 直流轉(zhuǎn)換芯片。
所述相位判斷電路可采用 一個(gè)觸發(fā)器。
所述A/D轉(zhuǎn)換電路可采用 一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換芯片。
所述控制單元可包括控制電路和由控制電路控制的電機(jī)，所述 控制電路的輸入端與信號(hào)檢測(cè)與處理電路的輸出端相連，控制電路可 根據(jù)電壓及電流信號(hào)的有效值計(jì)算得出當(dāng)前匹配電路與超聲壓電換 能器總的阻抗值，再通過(guò)相位差和相位關(guān)系信號(hào)(電壓和電流信號(hào)相 位的超前與滯后關(guān)系即為相位關(guān)系)來(lái)確定超聲壓電換能器所需要的 阻抗匹配值，發(fā)出相應(yīng)指令控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，對(duì)匹配電路中的 匹配元件進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲壓電換能器阻抗進(jìn)行自動(dòng)匹配的功能。所述控制電路可采用單片機(jī)，所述電機(jī)可采用步進(jìn)電機(jī)。
工作電源為本實(shí)用新型超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器中的各 個(gè)元件提供工作電壓，所述工作電源采用可提供正負(fù)兩路工作電壓的 電源，以適應(yīng)不同的元件需要。
采用上述方式對(duì)超聲壓電換能器進(jìn)行阻抗的自動(dòng)阻抗匹配器， 是針對(duì)工作過(guò)程中換能器阻抗特性參數(shù)的動(dòng)態(tài)變換進(jìn)行自動(dòng)匹配，屬 于動(dòng)態(tài)匹配的一種。這種匹配器的優(yōu)點(diǎn)在于相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的靜 態(tài)匹配，對(duì)工作過(guò)程中超聲壓電換能器變化的阻抗特性能進(jìn)行自動(dòng)的 匹配，解決了靜態(tài)匹配電路中不能實(shí)時(shí)匹配的問(wèn)題；相對(duì)于現(xiàn)有的動(dòng) 態(tài)匹配的頻率跟蹤技術(shù)，本實(shí)用新型匹配器只是對(duì)匹配電路自身進(jìn)行 調(diào)節(jié)，并不改變超聲電源的輸出頻率，因此其電路更簡(jiǎn)單；相對(duì)于匹 配電路的自身調(diào)節(jié)技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)時(shí)檢測(cè)了電路中的一系列電學(xué) 參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)相應(yīng)的調(diào)節(jié)匹配元件，使其匹配精度更高。此 外本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)X^O(即諧振)的同時(shí)還能保證RfZ(即變阻)， 也就是實(shí)現(xiàn)了以上兩種技術(shù)都無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)變阻和調(diào)諧的功能，且其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，選用的都是比較通用的電子元件，易于實(shí)現(xiàn)。
圖1為本實(shí)用新型超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器的方框原
理圖
圖2為圖1中取樣電路及匹配電路的電原理圖 圖3為圖1中信號(hào)檢測(cè)及處理電路的電原理圖 圖4 為圖1中工作電源電路的電原理圖 圖5 為現(xiàn)有技術(shù)中超聲壓電換能器的匹配原理圖 圖中l(wèi)一工作電源 2—匹配電路3 —取樣電路4一信號(hào)檢測(cè) 與處理電路41一有源濾波電路 42 —有效值檢測(cè)電路43 —波形 轉(zhuǎn)換電路44一相位差檢測(cè)電路 45 —相位判斷電路46 — A/D轉(zhuǎn) 換電路5 —控制單元51 —控制電路52—電機(jī)6 —超聲電源 7 —超聲壓電換能器Pl、 P2—同軸電纜具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 下面實(shí)施例為本實(shí)用新型的非限定性實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)用新型超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器包括
工作電源1、超聲電源6、取樣電路3、信號(hào)檢測(cè)與處理電路4、控制 單元5以及可與超聲壓電換能器7相連的匹配電路2，所述工作電源 1的輸出端分別與信號(hào)檢測(cè)與處理電路4、控制單元5相連，所述取 樣電路2的輸入端與超聲電源6相連，其輸出端分別與匹配電路2、 信號(hào)檢測(cè)與處理電路4的輸入端相連，所述信號(hào)檢測(cè)與處理電路4 的輸出端與控制單元5的輸入端相連，所述控制單元5的輸出端與匹 配電路2的輸入端相連。
圖2所示為本實(shí)用新型超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器的匹配 電路2和取樣電路3。取樣電路3包括電流互感器Tl、取樣電阻R7 以及電壓互感器T2。電流互感器Tl的原邊與超聲電源6以及匹配電 路2的輸入端串聯(lián)，其副邊與取樣電阻R7相連，電流互感器T1及取 樣電阻R7用于檢測(cè)流經(jīng)匹配電路2和超聲壓電換能器7的總電流信 號(hào)；電壓互感器T2的原邊與匹配電路2以及超聲壓電換能器7并聯(lián)， 其副邊與信號(hào)檢測(cè)與處理電路4中的有源濾波電路41的輸入端相連， 用于檢測(cè)匹配電路2和超聲壓電換能器7兩端的電壓信號(hào)，此電流和 電壓信號(hào)分別輸出到信號(hào)檢測(cè)與處理電路4中的有源濾波電路41。 匹配網(wǎng)絡(luò)2包括電容C3和可調(diào)電感Ll。同軸電纜Pl連接電流互感 器Tl和超聲電源6，同軸電纜P2連接匹配電路2和超聲壓電換能器 7。
圖3所示為本實(shí)用新型超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器的信號(hào) 檢測(cè)及處理電路4。該電路包括有源濾波電路41、有效值檢測(cè)電路 42、波形轉(zhuǎn)換電路43、相位差檢測(cè)電路44、相位判斷電路45及A/D 轉(zhuǎn)換電路46，用于對(duì)取樣電路3獲得的電壓及電流信號(hào)進(jìn)行處理， 分別獲得它們的有效值、相位差及兩信號(hào)之間相位關(guān)系(超前或滯后 關(guān)系)并將其送入控制單元5。
有源濾波電路41包括兩路， 一路由電容C1、電阻R1、電阻R2、電阻R3以及高速放大芯片Ul組成，另一路由電容C2、電阻R4、電 阻R5、電阻R6、高速放大芯片U2組成，分別對(duì)取樣電路3中獲得的 電壓和電流信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理。經(jīng)有源濾波電路41處理后的 電壓和電流信號(hào)分兩路分別送入有效值檢測(cè)電路42和波形轉(zhuǎn)換電路 43。本實(shí)施例中，高速放大芯片U1、 U2都采用lm6181。
有效值檢測(cè)電路42由兩塊高速真有效值/直流轉(zhuǎn)換芯片U3、 U4 構(gòu)成兩路通道，分別得到電壓信號(hào)的有效值Vol和電流信號(hào)的有效值 Vo2。經(jīng)有效值檢測(cè)電路42處理后的信號(hào)被送入A/D轉(zhuǎn)換電路46。 本實(shí)施例中，高速真有效值/直流轉(zhuǎn)換芯片U3、 U4都采用AD637。
波形轉(zhuǎn)換電路43采用一塊高速過(guò)零比較器U5來(lái)實(shí)現(xiàn)，將正弦 波形式的電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波形式。經(jīng)波形轉(zhuǎn)換電路43處理 后的信號(hào)分兩路分別送入相位差檢測(cè)電路44和相位判斷電路45。本 實(shí)施例中，高速過(guò)零比較器U5采用MAX963。
相位差檢測(cè)電路44由一個(gè)異或門(mén)U6A和一個(gè)高速真有效值/直 流轉(zhuǎn)換芯片U8構(gòu)成，通過(guò)異或門(mén)U6A得到電壓和電流信號(hào)的相位差， 再通過(guò)高速真有效值/直流轉(zhuǎn)換芯片U8得到相位差信號(hào)Vo3。經(jīng)相位 差檢測(cè)電路44處理后的信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換電路46。本實(shí)施例中，異 或門(mén)U6A采用74HC86,高速真有效值/直流轉(zhuǎn)換芯片U8采用AD637。
相位判斷電路45由一個(gè)D觸發(fā)器U7A實(shí)現(xiàn)，判斷輸入的電壓和 電流信號(hào)的相位關(guān)系以及輸出相位關(guān)系信號(hào)。經(jīng)相位判斷電路45處 理后的信號(hào)送入控制單元5。本實(shí)施例中，D觸發(fā)器U7A采用74HC74。
A/D轉(zhuǎn)換電路46由一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換芯片U9實(shí)現(xiàn)，將有效值檢測(cè)電 路42輸出的電壓信號(hào)的有效值Vol和電流信號(hào)的有效值Vo2及由相 位差檢測(cè)電路44輸出的相位差信號(hào)Vo3進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其輸出信號(hào) 分別為Vo4、 Vo5和Vo6。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路46處理后的信號(hào)Vo4、 Vo5 和Vo6分時(shí)輸出到控制單元5。本實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換芯片U9采用 ADC0809。
控制單元5包括控制電路51和電機(jī)52，用于對(duì)匹配電路2進(jìn)行 控制，以調(diào)節(jié)匹配電路2的阻抗值，實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲壓電換能器7的阻抗 匹配。控制電路51由單片機(jī)及相應(yīng)外圍電路組成，由A/D轉(zhuǎn)換電路46 輸出的信號(hào)Vo4、 Vo5、 Vo6以及由相位判斷電路45輸出的相位關(guān)系 信號(hào)被送入控制電路51中的單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)電壓有效值信號(hào)Vo4 和電流有效值信號(hào)Vo3計(jì)算阻抗值，并連同相位差號(hào)Vo6和相位關(guān)系 信號(hào)來(lái)確定超聲壓電換能器7所需要的阻抗匹配值，進(jìn)一步根據(jù)此值 確定匹配電路2應(yīng)調(diào)節(jié)的阻抗值和調(diào)節(jié)方向，并根據(jù)此值控制電機(jī) 52的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。本實(shí)施例中，單片機(jī)采用AT89C52。
電機(jī)52可采用步進(jìn)電機(jī)，其輸出端連接到匹配電路2中的可調(diào) 電感Ll上，根據(jù)單片機(jī)的控制指令對(duì)匹配電路2中的可調(diào)電感Ll 進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)整個(gè)匹配電路2的阻抗，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲壓電換能 器7的自動(dòng)阻抗匹配。
圖4所示為本實(shí)用新型超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器的工作 電源l。該工作電源電路可產(chǎn)生正負(fù)5伏的電壓，為不同的元件提供 工作電壓。工頻交流電壓經(jīng)過(guò)整流橋Dl后，得到正負(fù)兩路信號(hào)，一 路經(jīng)過(guò)電容C4、電容C5后送入穩(wěn)壓芯片U10，穩(wěn)壓芯片U10的輸出 信號(hào)經(jīng)過(guò)電容C6、電容C7后得到正5伏電壓；另一路經(jīng)過(guò)電容C8、 電容C9后送入穩(wěn)壓芯片U11，穩(wěn)壓芯片U11的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)電容CIO、 電容Cll得到負(fù)5伏電壓。此正負(fù)5伏的電源分別加到信號(hào)檢測(cè)與處 理電路4中的高速放大芯片Ul、U2，高速真有效值/直流轉(zhuǎn)換芯片U3、 U4、 U8，高速過(guò)零比較器U5，異或門(mén)U6A， D觸發(fā)器U7A以及A/D轉(zhuǎn) 換器U9和控制電路51中單片機(jī)的電源引腳。
權(quán)利要求1. 一種超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，包括工作電源(1)、超聲電源(6)、可與超聲壓電換能器(7)相連的匹配電路(2)，其特征在于還包括有取樣電路(3)、信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)、控制單元(5)，所述工作電源(1)的輸出端分別與信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)、控制單元(5)相連，所述取樣電路(3)的輸入端與超聲電源(6)相連，其輸出端分別與匹配電路(2)、信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)的輸入端相連，所述信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)的輸出端與控制單元(5)的輸入端相連，所述控制單元(5)的輸出端與匹配電路(2)的輸入端相連，取樣電路用于提取匹配電路以及超聲壓電換能器兩端的電壓和流過(guò)匹配電路以及超聲壓電換能器的總電流，并將上述電壓和電流信號(hào)送入信號(hào)檢測(cè)與處理電路，信號(hào)檢測(cè)與處理電路通過(guò)檢測(cè)與處理上述電壓和電流信號(hào)得到電壓和電流信號(hào)的有效值、相位差及相位關(guān)系，控制單元再根據(jù)所得到的電壓和電流信號(hào)的有效值、相位差及相位關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)匹配電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述取樣電路(3)包括取樣電阻R7、電流互感器Tl和電 壓互感器T2，電流互感器T1的原邊與超聲電源以及匹配電路的輸入 端串聯(lián)，其副邊與取樣電阻R7相連，用于檢測(cè)流經(jīng)匹配電路和超聲 壓電換能器的總電流信號(hào)；電壓互感器T2的原邊與匹配電路以及超 聲壓電換能器并聯(lián)，其副邊與有源濾波電路輸入端相連，用于檢測(cè)匹 配電路和超聲壓電換能器兩端的電壓信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述匹配電路(2)包括電容C3和可調(diào)電感L1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)包括有源濾波電路(41)、有效值檢測(cè)電路(42)、波形轉(zhuǎn)換電路(43)、相位差檢測(cè)電路(44)、 相位判斷電路(45)和A/D轉(zhuǎn)換電路(46)，有源濾波電路(41)的 輸入端與所述取樣電路(3)的輸出端相連，其輸出端分別與波形轉(zhuǎn) 換電路(43)以及有效值檢測(cè)電路(42)的輸入端相連，波形轉(zhuǎn)換電 路(43)的輸出端分別與相位差檢測(cè)電路(44)和相位判斷電路(45) 的輸入端相連，有效值檢測(cè)電路(42)以及相位差檢測(cè)電路(44)的 輸出端分別與A/D轉(zhuǎn)換電路(46)的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路(46) 以及相位判斷電路(45)的輸出端分別與控制單元(5)的輸入端相 連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述有源濾波電路(41)包括兩塊高速放大芯片及兩個(gè)R-C 帶通濾波網(wǎng)絡(luò)，組成兩路通道，分別處理電壓和電流信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述有效值檢測(cè)電路(42)包括兩塊高速真有效值/直流轉(zhuǎn) 換芯片，分別檢測(cè)電壓和電流信號(hào)的有效值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述波形轉(zhuǎn)換電路(43)釆用一個(gè)高速過(guò)零比較器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述相位差檢測(cè)電路(44)包括一個(gè)異或門(mén)和一個(gè)高速真有 效值/直流轉(zhuǎn)換芯片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其 特征在于所述相位判斷電路(45)采用一個(gè)觸發(fā)器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器， 其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換電路(46)采用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換芯片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其特征在于所述控制單元(5)包括控制電路(51)和由控制電路控 制的電機(jī)(52)，所述控制電路的輸入端與信號(hào)檢測(cè)與處理電路的輸 出端相連。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器， 其特征在于所述控制電路(51)采用單片機(jī)，電機(jī)(52)采用步進(jìn)電 機(jī)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1一12之一所述的超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗 匹配器，其特征在于所述工作電源(1)采用可提供正負(fù)兩路工作電 壓的電源。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超聲壓電換能器自動(dòng)阻抗匹配器，其包括工作電源(1)、超聲電源(6)、可與超聲壓電換能器(7)相連的匹配電路(2)，其特征在于還包括有取樣電路(3)、信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)、控制單元(5)，所述工作電源(1)的輸出端分別與信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)、控制單元(5)相連，所述取樣電路(3)的輸入端與超聲電源(6)相連，其輸出端分別與匹配電路(2)、信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)的輸入端相連，所述信號(hào)檢測(cè)與處理電路(4)的輸出端與控制單元(5)的輸入端相連，所述控制單元(5)的輸出端與匹配電路(2)的輸入端相連。本實(shí)用新型能夠同時(shí)滿(mǎn)足調(diào)諧和變阻的要求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，匹配精度高。
文檔編號(hào)A61N7/00GK201226589SQ200820114088
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者權(quán) 孔, 王智彪, 趙純亮 申請(qǐng)人:重慶醫(yī)科大學(xué)