所謂諧振問題就是要求發生器的輸出信号頻率能對在工作中變化的換能器諧振頻率進行跟蹤，也即稱頻率自動跟蹤。目前常用的頻率自動跟蹤大緻有以下幾種方法：

1.聲跟蹤

以聲耦合方式，從換能器上釆集諧振頻率的電訊号，然後反饋至前級放大器，使形成自激振蕩器。其原理框圖如圖所示。

聲跟蹤超聲波發生器原理框圖

由圖可以看到，電路是個閉環系統，電路在通電的瞬間産生一個沖擊脈沖，此脈沖經預放、功 放去激勵換能器，換能器按自身固有頻率振動。從而在反饋的聲接收器上可得到相同頻率的電訊 号。經過電路的移相、選頻、預放及功放再去激勵換能器，如果滿足振蕩器的相位，幅度條件，系統将自激振蕩，且振蕩頻率跟蹤在換能器的共振頻率上。

2.電跟蹤

所謂“電跟蹤”又稱反饋自激式振蕩器。大緻有以下幾種形式

（1）阻抗電橋形式的動态反饋系統

阻抗電橋形式的動态反饋系統組成的頻率自動跟蹤電路其原理如下：它是利用電橋平衡原理補償換能器電學臂的無功與有功分量，借助于差動變量器提取與換能器機械臂振蕩電流成正比的反饋電壓,使閉環系統在換能器機械共振頻率上自振。

（2）負載分壓方式的反饋系統

這種系統如圖所示，圖中的整個電路形 成閉環迥路，電路在通電的瞬間産生一個電脈沖， 經功放加至換能器兩端，于是換能器受激振動。其振動頻率為換能器本身的固有頻率，在換能器兩 端的振蕩信号，經分壓後送至可調移相器上，再送至功放。當可調移相器調至相位滿足自激條件時，系統自激于換能器的固有頻率上。換能器諧振頻 率的微小變化，電路系統均能及時跟蹤使工作始 終處于最佳狀态。

3.鎖相式頻率自動跟蹤

鎖相式頻率自動踉蹤系統與前兩種自激系統相比，電路要複雜得多，但能獲得較好的頻率自動跟蹤性能。因此在超聲塑料焊接機的發生器中獲得越來越廣泛的應用。

采用鎖相技術進行頻率自動跟蹤的關鍵,是如何獲得負載電路中電壓與電流之間的相位差。壓電換能器在諧振頻率附近的等效電路如圖1.31所示。圖中虛線框内為換能器等效回路。

鎖相式頻率自動跟蹤電路框圖

鎖相式頻率自動跟蹤系統實用電路框圖如圖1.34。圖中由相位比較器、電壓比較器、低通濾波 器、壓控振蕩器、激勵放大器、功率放大器、電流取樣及電壓取樣等組成。這是一個閉環系統。但由于壓控振蕩器本身可以單獨工作。所以，本系統的開環亦能工作。開環式類似于他激式超聲波發生器。這與自激式振蕩器不一樣。本系統利用了末級換能器上的電壓和電流之間的相位差，經相位比較後，獲得相位誤差信号，再經低通濾波之後，去控制壓控振蕩器的輸出信号的頻率。使之保持與振動系統機械諧振頻率一緻。

超聲波小00知識分享END！