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频率自动跟踪(一)
来源: | 发布日期:2022-10-19

在许多时候,换能器是用于负载变动剧烈的场合。即使在负载比较稳定的情况下,换能器(以及与之配合使用的变幅杆、工具头)的参数也会因为发热、老化、磨损、疲劳等原因而发生变化。这些都会使得换能器的谐振频率改变。如果发生器的工作频率不随之而变。换能器将工作在失谐状态而使效率降低,甚至停振。因此,需要采取措施使发生器的振荡频率随着换能器的谐振频率做相应的变化,以保证换能器始终工作在谐振状态。这种措施就是所谓的频率自动跟踪。


实现频率跟踪的构思是这样的:从换能器的电端或声端取得一个反映换能器谐振特性的信号,用这个信号控制发生器的振荡频率,或者直接用此信号激振。这样,便可使发生器的工作频率与换能器的谐振频率始终保持一致。


从换能器电端拾取信号的方法称为电反馈法,从声端拾取信号的方法称为声反馈法。声反馈法目前很少采用,这里只介绍电反馈法的几种方案。


①电流反馈法。如图3-22所示,取样电阻r对流经换能器的电流采样,此采样信号被反馈至发声器的输入端激振。在正常工作条件下,即发生器的振荡频率等于换能器的机械谐振频率时,r上的电压与发生器输出电压同相,振荡条件得以满足。一旦换能器的谐振频率改变,r上的电压不再与输出电压同相,原有的振荡条件被破坏。重新建立起来的振荡仍将满足r上的电压与输出电压同相,这意味着发生器的振荡频率已随换能器的谐振频率而变。这种方法最为简单,但跟踪灵敏度不高,稳定较差。


②差动变量器电桥法。如图3-23所示,03、C、L、R表示换能器的等效参数,T为差动变量器,04 为补偿电容,0506 是变量器的两个对称线圈。当0705 0603 组成的电桥平衡时,0809 在变量器T中产生的磁通将相互抵消,只有串联支路电流I通过06 时产生的磁通会在绕组10中感应出电压11 ,故11只与串联支路有关。只有当机械谐振时,I为最大,11 也为最大,且与激励电压1666159516348同相,满足振荡产生的相位条件。因此,发生器的振荡频率将会始终跟踪换能器的机械谐振频率。


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