超声波换能器的自动频率与跟踪研究现状

在超声波换能技术中，超声波换能器主要承担的作用是将超音频交变的电能通过压电效应转换成高频机械振动。换能器是超声波换能技术的核心部件，对换能器高效率、高灵活性、高可靠性、高质量的运行等综合指标提出了要求，使得系统的复杂性不断增加。

在超声波换能系统中，从换能器的等效电路来看系统的电信号频率和换能器的机械谐振频率相等时，可获得最大的转换功率，如何从复杂的换能器模型中，找到其机械谐振频率，并能在运行过程中跟踪谐振频率，寻求一种稳定、快速、准确的自动频率跟踪算法，是一项挑战性的工作。

超声波换能器

近十年来我国的超声波技术发展很快，但是我国的超声波技术还不是很高，超声跟踪技术基本还是应用硬件锁相环，或者手动调谐来实现频率跟踪。通过研究锁相环电路(PLL)对超声波换能器谐振频率跟踪进行了分析。

采用CD4046锁相环对换能器工作频率进行跟踪并对其作了相应的改进，提出了具有解锁功能的跟踪系统方法，避免锁相环跟踪死锁情况出现。在研究PLL基础上，增加了直接数字频率合成(DDS)采用DDS-PLL复合频率跟踪技术来研究频率跟踪。