一种驱动闭环电路的制作方法

1.本实用新型涉及驱动控制技术领域，具体是一种驱动闭环电路。


背景技术：

2.随着微机电系统(mems)技术与物联网的迅猛发展，微加工超声换能器在各类超声器件中脱颖而出，在国民经济、社会发展与国防安全领域发挥着越来越重大的作用。由于压电式微加工超声换能器(pmut)克服了传统大尺寸压电陶瓷超声换能器和电容式微加工超声换能器(cmut)的诸多缺陷而成为极具发展潜力与应用前景的一种新型超声换能器，具有结构设计灵活、制作工艺简单、无需偏置电压、灵敏度高、可靠性好、声阻抗易匹配、尺寸小、易于阵列与集成等优点。目前国内外研究机构主要致力于pmut器件的机电耦合系数、灵敏度、工作频率、带宽等性能参数的提升，但是工作频带单一、频率带宽小使得基于pmut的超声成像系统始终无法兼顾大探测范围和高成像分辨率。此外，由于pmut很难兼得高机电耦合系数与高品质因数q，这使得pmut的研究几乎都集中在超声换能方面，尚未有深入研究pmut的传感特性及其应用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种驱动闭环电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种驱动闭环电路，该驱动闭环电路包括：
6.数字信号处理和产生模块，用于对数字信号的产生和对于接收到的数字信号进行算法处理；
7.数模转换模块，与数字信号处理和产生模块连接，用于将数字信号处理和产生模块产生的数字信号转换成模拟信号；
8.信号放大模块，输入端连接16通道模拟信号输入接口，用于对16通道模拟信号输入接口的输入信号进行放大；
9.通讯模块一，连接在数字信号处理和产生模块与通讯模块一输出接口之间，用于信号传输；
10.通讯模块二，连接在数字信号处理和产生模块与通讯模块二输出接口之间，用于信号传输；
11.模数转换模块，连接在数字信号处理和产生模块与信号放大模块之间，用于将信号放大模块输出的模拟信号转换为数字信号；
12.滤波放大模块，连接在数模转换模块与16通道数字信号输出接口之间，用于对数模转换模块输出的信号进行放大。
13.作为本实用新型的进一步技术方案：还包括存储模块，与数字信号处理和产生模块连接，用于存储fpga程序。
14.作为本实用新型的进一步技术方案：所述数字信号处理和产生模块采用xilinx k7325t型号的fpga。
15.作为本实用新型的进一步技术方案：所述模数转换模块采用14位adc。
16.作为本实用新型的进一步技术方案：所述通讯模块一采用异步串口进行通讯。
17.作为本实用新型的进一步技术方案：所述通讯模块二采用高速以太网进行传输。
18.作为本实用新型的进一步技术方案：所述通讯模块一输出接口为串口输入输出接口。
19.作为本实用新型的进一步技术方案：所述通讯模块二输出接口为rj45接口。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.1.可编程性的这种灵活度高。
22.2.可以使用脚本方式去指定任意的一种操作方式，可任意改变每一个通道的各种参数,如时间间隔、正反向等。
23.3.板载的fpga，内部可运行嵌入式cpu ip核以支持c编程，可供用户进行二次扩展开发。
24.4.独立的16通道可线性调节驱动高精度频率，幅值，相位，以及发射周期数，精度可以达到0.1。
25.5.独立的16通道可变测量范围的高速高精度ad和da，输入输出稳定易控制。
26.6.12vdc供电，功耗《50w；静音和被动散热设计，使用方便简洁。
27.7.可以用来驱动pmut振动单元，以形成超声行波，以此为驱动力令微型机械结构进行运动。
28.8.能够编程驱动时间，强度，频率，相位控制方向，重复次数等参数，参数控制精确比第一版本更加稳定。
29.9.通过ad和da形成闭环检测，以实现对外部设备控制稳定，提高控制精确度等功能。
30.10.主芯片采用的是fpga，里面集成了一个软核的cpu(soft ip)，同时里面还有做硬核的逻辑控制电路。
31.11.既有cpu也有逻辑控制，可直接控制16通道的da和ad也可通过串口和上位机界面进行互动。
附图说明
32.图1为电路简化图；
33.图2为本实用新型的电路图；
34.图3为本实用新型的功能框图。
具体实施方式
35.实施例1
36.请参阅图1-3，一种驱动闭环电路，该驱动闭环电路包括：
37.数字信号处理和产生模块，用于对数字信号的产生和对于接收到的数字信号进行算法处理；采用xilinx k7325t型号的fpga，用于对数字信号的产生和对于接收到的数字信
号进行算法处理；
38.数模转换模块，与数字信号处理和产生模块连接，用于将数字信号处理和产生模块产生的数字信号转换成模拟信号；
39.信号放大模块，输入端连接16通道模拟信号输入接口，用于对16通道模拟信号输入接口的输入信号进行放大；
40.通讯模块一，连接在数字信号处理和产生模块与通讯模块一输出接口之间，用于信号传输；通讯模块一采用异步串口进行通讯，此通讯方式主要是解决近距离的通讯方案；通讯模块一输出接口为串口输入输出接口，用于近距离串口通讯。
41.通讯模块二，连接在数字信号处理和产生模块与通讯模块二输出接口之间，用于信号传输；通讯模块二采用高速以太网进行传输，使本发明设计能够进行远距离控制；通讯模块二输出接口为rj45接口。
42.模数转换模块，连接在数字信号处理和产生模块与信号放大模块之间，用于将信号放大模块输出的模拟信号转换为数字信号；
43.滤波放大模块，连接在数模转换模块与16通道数字信号输出接口之间，用于对数模转换模块输出的信号进行放大。
44.还包括存储模块，与数字信号处理和产生模块连接，用于存储fpga程序和fpga程序固化。
45.实施例2
46.在实施例1的基础上，如图2所示，为本设计的电路图，图中1为信号采集模块，用于采集输入的模块信号，2为信号采集模块，用于采集输入的模块信号，3为信号衰减模块，用于将采集的模拟信号做衰减然后通过运放将信号放大，4为信号衰减模块，用于将采集的模拟信号做衰减然后通过运放将信号放大，5为模数转换模块，用于将模拟信号转换了数字信号，6为模数转换模块，用于将模拟信号转换了数字信号，7为fpga信号处理模块，用于对输入的数字信号做处理，8为信号输入模块，用于输入差分信号，9为信号输入模块，用于输入差分信号，10为电源稳压模块，用于为电路提供所需要的电压。
47.本设计的功能如图3所示，fpga输入输出16路da和ad，通过sma和smb接口组成闭合电路；flash存储模块，主要用于fpga的程序固化；通过rs232可与上位机界面进行互动。
48.本设计能够为负载输出高精度正弦信号，依照预设的频率、幅度、相位、以及周期数，为负载提供驱动；其中每个负载需要4路同步驱动，每套产品可以同时连接4个负载，每个负载的驱动参数允许单独设定。
49.可通过反馈接口检测每一路输出驱动信号的精确性，并对照预设的理想波形，对输出的信号进行频率、幅度、以及相位修正。产品可同时对16通道的输出驱动进行修正，实现16通道接收信号的阻抗匹配、低噪放大和滤波功能，提升pmut回波信号的幅值及信噪比。