一种基于DDS技术的电磁超声激励电源

MAX4428，IRF系列的驱动芯片或由三极管组成的放大电路均可用于驱动MOSFET管。但是，MAX4428和其他一些集成驱动芯片的驱动频率一般只能达到200 kHz左右，而本设计采用三极管如图4连接，驱动电路频率可以达到2 MHz左右，输出无杂波且成本低，能够成功地驱动MOS管的开／断。

为了使输出的瞬时功率最大，需要对探头的阻抗进行匹配。在功率放大输出端加补偿阻抗，使整个电路的感抗和容抗相抵消，发射的功率最大，电能转换成声能的效率最高，匹配电路如图3虚线框中所示，半桥逆变输出经传输线变压器耦合后通过电容连接到换能器上。传输线变压器由双绞线和磁环组成，电路中脉冲串发射频率在1 MHz时激励源输出阻抗为50 Ω；由于被测工件也属于换能器的一部分，所以在对探头阻抗进行测量时，应将探头置于工件表面，若测得负载阻抗为500 Ω，则双绞线匝数应为10左右。
经过调谐匹配，换能器在电磁超声功率源驱动下达到谐振。图5为采集的换能器的激励电压波形。可见获得了频率为纯净的正弦波，在外接电压为100 V时，其峰一峰值接近100 V

3 激励源软件设计
软件设计主要是对单片机进行编程，实现与上位机通讯、控制CPLD的输出、调节AD9850输出频率等。程序流程如图6所示。

4 结 语
采用DDS技术和单片机控制技术的电磁超声激励电源硬件结构简单，编程控制也比较方便。与传统的模拟信号发生器相比，频率精度高，相位精确可控，从而改善了探伤效果，便于整套设备的数字化控制和操作，并减小了设备的体积和重量。