Aplicación del microordenador de un solo chip en el transductor cerámico piezoeléctrico.

Cerámica piezoeléctricapuede producir efectos electroestrictivos bajo la acción del campo eléctrico alterno. Los transductores ultrasónicos de cerámica piezoeléctricos pueden generar vibraciones bajo la acción del campo eléctrico alterno, y pueden generar fuertes ondas ultrasónicas durante la resonancia. Desde cerámicas piezoeléctricas son dispositivos capacitivos en los circuitos de alimentación de transductor piezoeléctrico de cerámica ultrasónica, inductores y cerámicas piezoeléctricas se utilizan a menudo para formar un circuito resonante LC. Para este tipo de circuitos de alimentación LC resonantes, la frecuencia de resonancia pertenece a los circuitos piezoeléctricos. El valor de la capacitancia equivalente de la cerámica, el valor de la inductancia, el factor de amplificación del transistor, el punto de funcionamiento del circuito amplificador, el coeficiente de realimentación, y la temperatura de funcionamiento se determinan. Puesto que el transductor de cerámica piezoeléctrico con una frecuencia de resonancia nominal de 28 kHz tiene una dispersión grande, su frecuencia de resonancia está generalmente en el rango de 26-32 kHz, y la media anchura de la formante es generalmente menos de 200 Hz. Por lo tanto, el circuito LC resonante se utiliza como la onda ultrasónica de cerámica piezoeléctrica. Existen los siguientes problemas en elAnillo de transductor piezoeléctrico: En primer lugar, el ajuste del circuito es difícil.

Es necesario ajustar una pluralidad de parámetros para hacer funcionar el transductor en el punto de resonancia, tal como el ajuste del punto de trabajo y el coeficiente de realimentación. En segundo lugar, las características de los componentes son altas, tales como el transistor. La ampliación necesita ser filtrada, y la inductancia coincidente de error valor no debe ser demasiado grande; el tercero es que la operación es inestable, el cambio de la temperatura ambiente provocará que la frecuencia de resonancia a desviarse del punto de resonancia, y el desgaste transductor hace que su masa al cambio, de modo que los cambios de frecuencia de resonancia, estos problemas conducen a la producción complicado procesos de transductores ultrasónicos de cerámica piezoeléctrica, que no son propicias para la producción en masa. El uso de la tecnología de control de un solo chip puede resolver estos problemas con mucha facilidad. El microcontrolador PIC16C712, la tecnología de PWM y la tecnología de conversión de frecuencia se utilizan para diseñar el circuito de alimentación transductor ultrasónico de cerámica piezoeléctrica. El esquema funciona bien en la producción real.

PIC16C712 es un alto rendimiento microordenador de un solo chip de 8 bits producido por la empresa MICROCHIP en los Estados Unidos. Se corre rápido. Cuando la frecuencia de oscilación es de 20 MHz, un ciclo de máquina es de 200 ns. Hay cuatro convertidores de 8-bit A / D en el chip, una entrada de captura / comparación de salida / pulso PWM anchura de salida modulada (es decir, módulo CCP). que muestra el circuito de alimentación de laAnillo de cerámica PIZOTransductor ultrasónico controlado por el microordenador de un solo chip. El módulo CCP del microordenador de chip único PIC16C712 se establece en el modo de salida PWM. Como fuente de señal de oscilación del transductor, la señal de salida pasa el Tipo 122 Darlington Power Tube. La salida T1 del transformador T1 de alta frecuencia y la tensión de alta frecuencia se cargan en el transductor ultrasónico cerámico piezoeléctrico, de modo que el transductor produce oscilación, si la frecuencia de salida de la señal PWM es la frecuencia de resonancia de transductor ultrasónica cerámica piezoeléctrica, luego la corriente primaria de la El transformador de frecuencia es el más grande. La resistencia de la resistencia de retroalimentación de muestreo RF es de 0,05 ohmios, y la corriente que fluye a través de la primaria del transformador T1 de alta frecuencia se convierte en una señal de voltaje (la bobina primaria es la corriente de funcionamiento del transformador de alta frecuencia es de 0.5A a 2.0. A, y se realiza la operación diferencial. El amplificador IC2 se amplifica, y la tensión filtrada está en el rango de 0.75V a 3.0 V.

Esta señal se utiliza como la señal de retroalimentación VR y se ingresa por el PIN de RA2 de la PIC16C712 (este PIN es la entrada analógica AN2). Esto constituye un sistema de control de bucle cercano. Cuando el módulo CCP de la PIC16C712 está operando en modo PWM, el PIC16C712 tiene cuatro registros de funciones especiales TMR2, PR2, CCPR1L y CCP1CON para controlar el período y el ancho del pulso del pulso de salida PWM. El período de la señal de pulso de salida PWM se determina mediante la siguiente fórmula: Período de señal PWM = [(PR2) + 1] × 4 × TOSC × (frecuencia pre-dividida de TMR2) .Mong, 4 × TOSC = 200NS, TMR2 Pre La frecuencia individual se puede establecer en 1: 1. Al cambiar el valor del registro PR2, se puede cambiar el período de oscilación de la señal de salida PWM, y la frecuencia de la señal también cambiará. Transductor ultrasónico de cerámica de cámarasPiezoeléctrico con frecuencia de resonancia nominal de 28 kHz, debido a la discreción de los componentes, su frecuencia resonante se distribuye. en el rango de 26khz a 32kHz. Para permitir que la frecuencia de la señal PWM bloquee la frecuencia resonante de laMaterial de cerámica PIZO, se puede utilizar lo siguiente. Un método de barrido de frecuencia para determinar el punto de frecuencia de resonancia.