兽用B超超声发生器中的鉴相器

兽用B超超声发生器中的鉴相器是一种输出与输入信号的相位差有确定关系的电路。鉴相器有模拟鉴相器和数字鉴相器两种。

兽用B超超声发生器中的模拟鉴相器一般是利用模拟乘法器来实现的。将被检测的两路输入信号通过乘法器相乘，并把乘积的平均值作为其有用的直流输出。输出的直流电压正比于这两路输入正弦信号的幅值之积，而且还正比于它们的相位差的余弦。一个设计正确的乘法器可以对埋入极大噪声中的输入信号进行处理。但模拟鉴相器的输出会受输入信号的幅值的影响，而换能器的驱动电流的幅值变化范围大，故采用模拟乘法鉴相器来进行相位检测不适合。

兽用B超超声发生器中的数字鉴相骁是通过数字电路处理二进制的矩形波。先将被检测的两路正弦信号通过比较器转换成与数字电路兼容的矩形波，然后再输入到数字鉴相器。数字鉴相器的输出比于输入信号翻转时间的间隔，与波形的细节没有关系，不受幅值变化的影响。因此，本文选择数字鉴相器来实现相位检测。

其中兽用B超超声发生器的主要部件振荡器、鉴相器和RMS值检测模块的作用及其数学模型。兽用B超超声发生器中的鉴相器是相当重要的部件。

兽用B超超声发生器频率控制方法

    目前兽用B超超声发生器频率跟踪算法主要是逐步搜索法。其实现原理是，根据兽用B超换能器稳态时的相位-频率特性，通过相位的符号判断当前频率与谐振频率的关系进而决定驱动频率的调整方向。如果相位小于零，表示当前驱动频率小于谐振频率，则将驱动频率增大；如果相位大于零，表示当前驱动频率大于谐振频率，则将驱动频率减小。通过对换能器相位动态特性的分析，发现换能器的相位变化需要经过一定的动态过程才能达到稳态值，而且当频率偏差较大时，还会有振荡。如果频率调节周期过长，虽然能够稳定的实现频率跟踪，但频率跟踪的速度慢；如果周期过短，容易引起误调整，甚至引起振荡，导致频率跟踪失败。为了能实现既快速又稳定的频率跟踪，工程中广泛使用的PID控制方法。

兽用B超超声发生器中PID控制器结构清晰，参数可调，适用于各种控制对象，不需要被控系统的精确数学模型，并且算法简单高效，可在现场根据实际调节参数而获得较好的控制效果，因此在动态控制系统中被广泛采用

计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。因此模拟PID控制算法不能直接使用，需要采样离散化方法。在计算机PID控制中，使用的是数字PID控制器。在数字PID控制器中，PID控制算法必须用数值逼近的方法。