基于dds技术的次声波合成方法

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1、第。卷第期长春工业大学学报自然科学版年月丛世塑目丛仁丛旦基于技术的次声波合成方法李林,田瑞,程凤芹,于秋红吉林建筑工程学院城建学院,吉林长春摘要介绍了一种采用技术生成高频超声波,进而合成次声波的方法。通过和微控制器生成了两路高频超声波。实验结果表明,该方法是可行的。关健词次声波技术中图分类号文献标识码文章编号一一一,,一,一,,一一一一引言次声波的合成次声波又被称为亚声波,是指频率在一‘如此低频的次声波无法利用天线来发射,而之间的声波。随着现代科学技术的发展,直接应用普通振荡器又难于得到相位完全相同的以及人们对次声波的深入研究,发现次声波可以相干波’〕,只能采用两个不同频

2、率的声波发生器广泛应用于自然灾害预报、自然现象的研究、医疗同时工作产生高频超声波,利用它们的频率差在检测、矿藏勘探、军事武器和军事侦察等方面,而指定地点相干涉,获得需要的低频次声波。其中,利用次声波就必须解决次声波产生、频谱精度和有一种方法是利用压电晶体产生两束或四束频率方向性等问题。文中从研究次声波的合成出稍有差异的超声波,波束辐射到空间之后,每两束发,应用技术生产两束高频超声波,以便干产生波的合成和干涉,两者作用产生高频和低频涉生成次声波。声波,高频声波是两者频率之和,低频声波是两者频率之差,高频声波在空气中很快被衰减叫,低频收稿日期一一作者简介李林一,女,汉族,辽宁

3、抚顺人,吉林建筑工程学院城建学院助教,硕士,主要从事电气方向的教学和研究,一第期李林,等基于技术的次声波合成方法声波次声波则直达目标,在声场声场之技术间可以干涉生成次声波,如图所示。直接数字频率合成器,简称或,它将先进的数字信号处理理论与方法引人频率合尸士尸七场成领域,随着可编程器件的出现,技术又得到了进一步的发展,使其输出频带宽,频率转换时间短,频率分辨率高,输出相位连续,可产生带宽狡二丰尸产户超声波换能器二声场正交信号及其它多种调制信号,可编程和全数字江’化,控制灵活方便,系统更容易集成,功耗更小,并—声场具有极高的性价比。技术广泛应用于现代电子器件、通信技术、医学成

4、像、无线、系统、雷达、卫星通信等领域「」。图四束超声波形成的声场基本原理可以采用个或个不同频率的声波发生器有两种合成方式,一种是根据正弦函数同时工作,利用它们频率的相差来获得需要的低关系式,按照一定的时间间隔利用计算机进行数频次声波,声波发生器发射的频率组合可为,字递推关系的计算,求解瞬时正弦函数幅值,并实时地送人数模转换器,从而合成所要求频率的正,,,,,如图所示。弦波信号另一种是用硬件电路取代计算机的软件计算过程,即利用高速存储器将正弦波的个样品存在其中,然后,以查表的方式按均匀的速率把这些样品输入到高速数模转换器,变换成所设定频率的正弦波信号。后者是使用最广泛的一种

5、频率合成方式。的基本结构由相位累加器、正弦查询表、数模转换器和低通滤波器组成,其框图如图图四束超声波组合所示。相位正弦数模低通累加器查询表转换器滤波器图基本结构框图图中的参考时钟是一个稳定的晶体振荡位数模转换器的输人端,由转换成模拟信器,用它同步合成器的各个组成部分。相位累加号。当用这样的数据寻址时,正弦查询表就把存器类似于一个简单的计数器,在每个时钟脉冲输储在相位累加器中的抽样值转换成正弦波幅值的人时,它的输出就增加一个步长的相位增量值。数字量函数。数模转换器把数字量变成模拟量,相位累加器把频率控制字的数据变成相位低通滤波器进一步平滑并滤掉带外杂散信号,得抽样来确定输出

6、频率的大小,相位增量的大小随到所需的正弦波波形。外部指令的不同而不同。的输出频率。和参考时钟、相位累图中的正弦查询表是一个可编程只读存储器加器长度以及频率控制字的关系为,存有一个或多个完整周期的正弦波数据。在时钟。驱动下,地址计数器逐步经过的地址,地址中相应的数字信号输人到的频率分辨率为长春工业大学学报自然科学版第卷角波和方波。无需外接元件,对输出波形频率和相位的调制都可通过软件编程来实现,通过个串行接口将数据写入寄存器,由于的输出最大频率受奈奎斯特来实现波形的调制,这个串口的最高工作频率,抽样定理限制‘〕,所以可以达到,易于与和各种主流微控制器兼容。主频时钟为时,精度为

7、主频时钟为时,精度可以达到实现的种技术方案。由于的优越性能和特点,使它在许多电此外,还具有休眠功能,没被使用的子领域显示出广泛的应用前景。根据不同的需部分可以休眠,减少该部分的电流损耗,并且该电要,目前实现技术有种实施方案。路采用引脚型表面贴片封装泣一习。采用高性能单片电路的解决方案超声波的产生随着微电子技术的飞速发展,目前,市场上性根据次声波的合成原理,设计次声波合成装能优良的产品不断推出,主要有置框图,如图所示。,,和等公司的单片电路。公司的系列产品以其较高的低通功率放人及微滤波器驱动电路性能价格比,得到了极为广泛的应用。