珠海灵科自动化科技有限公司

焊接精密度0.005mm

国家高新技术企业国家高企认证 广东省专精特新企业省级专精特资质 广东省超声波工程技术研究中心省级工程技术心中 TUV:ISO 9001质量管理体系质量体系认证 知识产权管理体系产权体系认证 北理工珠海学院产学研基地产学研基地
全国服务热线: 86-756-8698786
灵高BANNER2
超声波发生器(一)
来源: | 发布日期:2022-09-29

超声波发生器也称作超声电源,它是一种用以产生超声频电能并向超声换能器提供的装置。按照所采用的工作原理,可以把超声波发生器分为模拟电路和数字电路两大类。模拟电路超声波发生器又分为振荡-放大型和逆变型两种。常用的电子管发生器、晶体管发生器和模拟集成电路发生器均属于前一种,可控硅发生器则属于后一种。在这里我们只讨论前者,后者在实际应用中很少遇到。


模拟电路超声波发生器

图3-1即为振荡-放大型超声波发生器结构方框图。由图中可以看出,振荡-放大型超声波发生器实际上就是一个带有振荡电路的放大器。但由于超声波发生器驱动的是换能器这一特殊负载,所以它在结构上又有自己的特点。下面逐一介绍超声波发生器的各个部分。


 灵高超声波


超声波振荡器

超声波振荡器的作用是产生一个一定频率的信号,用以推动后面的放大部分。它可以是一个独立的振荡器,也可以是一个反馈网络。习惯上,把前一种称为它激式超声波发生器,后一种则称为自激式超声波发生器。它激方式产生的超声波振荡频率比较稳定,并且可以在较宽的频率范围内调节。自激式超声波发生器的结构比较简单,且有利于实现频率的自动跟踪。


(1)振荡条件

根据超声加工的需要,超声波发生器的波形可以是正弦波,也可以是非正弦波,但以正弦波最为多见。因此,这里主要分析正弦波振荡器的振荡条件。


从结构上来看,正弦波振荡器就是一个没有输入信号的、带选频网络的正反馈放大器,如图3-2所示。图3-2(a)表示接成正反馈时,放大器在输入信号02=0时的方框图,简化一下,便得图3-2(b)。由图3-2(b)可知,如果在放大器的输入端1外接一定频率,一定幅度的正弦波信号03 ,经过基本放大器和反馈网络所构成的环路输出后,在反馈网络的输出端2得到反馈信号04,如果04 03在大小和相位上都一致,则可以除去外接信号04 ,将1、2两端连接在一起(如图中虚线所示)而形成闭环系统,其输出端可继续维持与开环时一样的输入信号,即04=03

 

 灵高超声波

 

式(3-1)称为振幅平衡条件,式(3-2)称为相位平衡条件,这是正弦波振荡器产生持续振荡的两个必要条件。


振荡器的振荡频率06是由式(3-2)的相位平衡条件决定的。一个正弦波振荡器只在某 一个频率下满足相位平衡条件,这个频率就是06 ,这就是要求在AF环路中包含一个具有选频特性的网络,称为选频网络。它可以设置在放大器A中,也可以设置在反馈网络F中,它可以用R、C元件组成,也可以用L、C元件组成。用R、C元件组成选频网络的振荡器称为RC振荡器,用L、C元件组成选频网络的振荡器称为LC振荡器。另一方面,式(3-1)所表示的振幅平衡条件,是指振荡器已进入稳态振荡而言的。


欲使振荡器能自行建立振荡,就必须满足丨AF丨>1的条件。这样,在接通电源后, 振荡器就有可能自行起振,或者说能够自激,最后趋于稳态平衡。


由于正弦波振荡器中的放大器件是工作在线性区(RC振荡器)或接近线性区(LC振荡器),因此在分析中,可以近似按线性电路来处理。



灵高超声波


最新资讯