超声波发生及控制电路设计(3)
1.4超声波发生和控制电路设计的意义
当前阶段，超声波的使用范围正在不断地扩大、使用的领域也在不断地加深，技术的进步和理论的开拓加速了超声波的使用进展，高精度、高稳定性、可靠型、便携性等社会发展的需要，必将对设计人员提出更高的要求。系统最终将发展到具有一定的智能程度，必将在进一步开拓使用的领域和范围。
掌握和理解超声波产生和控制电路，有助于我们在以后的应用中能结合现实的环境选择测量的方法。通过对此电路的研究和设计，有助于我们对电路原理设计、所使用的器件的选择、原理图绘制、电路板打样、电路板焊接和调试、软件程序开发和调试等开发流程有一个更加直观清晰的认识，在锻炼自己能力的同时也掌握了一门技能，这对于一个理工科的学生是十分重要的事情。同时，在超声波大应用的背景下，掌握和理解超声波发生和控制的电路有助于我们投身相关领域的开发工作，创造社会效益，为社会的进步和发展贡献自己的一份力量。
第二章 超声波发生和控制的原理研究
2.1超声波发生器原理
超声波发生器的原理一般是先由一个信号发生器产生一个特定频率的信号，由该信号驱动后级功率放大电路来工作。该信号可以为正弦信号也可以为脉冲信号，取决于设计者的选择和外界环境的限制。通常在干扰比较大的环境中，选择脉冲式的信号发生器，可以提高系统的抗干扰性能。在需要使用超声波相位的应用中，需要选择正弦形式的信号发生器，通过检测相位的变化来获得所需的信号量。超声波电路所使用的频率为换能器决定的最佳响应频率，一般在超声波设备中超声波的频率选择为20KHz，25KHz，28KHz，33KHz，40KHz，60KHz中的一种。100KHz及以上目前较少使用。随着技术的进步和相关领域的拓展，高频段的超声波以后应该会大量使用并发挥巨大的作用。
超声波发生器的设计中，通常还会引入两个反馈信号环节。一个是输出功率的信号；另外一个是频率跟踪信号。众所周知，超声波发生电路中，由于供电电压的变化会导致输出功率的变化，反应在超声波接收器上表现出接受到的信号忽大忽小，导致电路效果不稳定。为了使电路工作信号稳定，可以通过引入功率反馈信号来稳定放大器的功率。另外，当信号的频率偏移了接收器的谐振频率时，接收器的灵敏度将会受到影响。引入频率跟踪反馈能在一定范围内跟踪接收器的谐振点，使得接收器工作在最佳的状态。
2.2超声波接收器原理
超声波接收器又称为超声波换能器。换能器的定义为实现不同形式能量之间的相互转换的器件。
超声波换能器一般有磁致伸缩式的和压电陶瓷式的。其组成一般包括：外壳、声音检测窗口、电压陶瓷圆盘形换能器、背衬、以及引脚电缆线。其特征在于换能器还包括阵列接收器、换能器、金属圆环、橡胶垫圈等