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基于FPGA的超声发生器设计与实现
中文名称: 基于FPGA的超声发生器设计与实现
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论文编号: 4142550收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: 无英文名称
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 机械电子工程
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 超声发生器 频率跟踪 超声键合 FPGA
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文摘要: 超声发生是热超声引线键合的核心技术之一.超声发生器的驱动频率与换能器谐振频率一致时,才能使换能器获得最大的振动输出.换能器在键合过(略)度、负载等因素变化的影响,谐振频率会发生500-1000Hz的漂移.研究跟踪速度快、精度高的超声(略)引线键合的质量和效率具有重要意义.传统模拟超声发生器频率跟踪精度低、稳定性差,现有数字超声发生器运算速度慢,频率跟踪算法效率低.为此,本文设计了基于FPGA的具有快速频率跟踪功能的数字超声发生器,主要工作包括: 1)分析了传统超声系统(包括超声发生器和超声换能(略)结构,根据其数学模型,建立了基于Matlab/Simulink的仿真平台,研究了换能器相位和驱动电流的动态响应过程,发现了相位变化与驱动频率之间的关系,为新型数字超声发生器的设计提供了依据. 2)仿真研(略)数对其驱动电流变化过程的影响,发现动态电感越大,电流上升时间越长,电流稳态值越大;动态电容越大,电流的稳态值越大;动态电阻越大,电流上升时间越短,电流稳态值越小;而静态电容对电流的上升时间和稳态值没有影响,为高效频率跟踪(略)供了基础. 3)基于换能器的动态响应特...
Generating ultrasonic is the key technology of the thermal ultrasonic (omitted)ng. When excited frequency of ultrasonic gen(omitted)accordance with the resonant frequency of transducer, the maximum vibration will be activated. The drift fro(omitted)000Hz may be observed in the bonding process, because the resonant frequency is affected by(omitted)re, loading and so on. So, it is very important to improve the quality and efficiency (omitted) that intelligent ultrasonic generator is studied. Traditional ...
目录:
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
第1章 绪论第8-17页
  ·课题的研究背景和意义第8-10页
    ·超声技术发展史第8页
    ·热超声引线键合第8-9页
    ·超声发生器的发展历程第9-10页
  ·国内外研究现状第10-15页
    ·超声发生器信号产生技术第10-11页
    ·超声发生器频率跟踪技术第11-14页
    ·换能器静态特性的研究第14页
    ·换能器动态特性的研究第14-15页
    ·超声发生器国内外发展方向第15页
  ·本文的课题来源和研究内容第15-17页
    ·课题来源第15页
    ·本文主要研究内容第15-17页
第2章 超声发生器的建模与仿真第17-35页
  ·超声发生系统的结构第17-18页
  ·换能器的数学模型第18-21页
    ·换能器的结构第19页
    ·换能器的数学模型第19-21页
  ·超声发生器的数学模型第21-24页
    ·振荡器的数学模型第21-23页
    ·鉴相器的数学模型第23-24页
    ·RMS值检测模块的数学模型第24页
  ·超声发生系统的SIMULINK建模第24-29页
    ·换能器电流采样模块第25-26页
    ·DDS模块第26-27页
    ·数字鉴相器模块第27页
    ·RMS值检测模块第27-29页
  ·超声发生系统的仿真研究第29-34页
    ·系统仿真模型第29-30页
    ·相位动态特性仿真第30-32页
    ·电流有效值动态特性仿真第32-33页
    ·电流稳态值仿真第33-34页
  ·本章小结第34-35页
第3章 超声发生器的频率控制方法研究第35-50页
  ·PID控制介绍第35-38页
    ·PID控制原理第35-37页
    ·PID控制参数整定第37-38页
  ·基于PID的频率控制器设计第38-39页
  ·频率控制器的仿真分析第39-44页
    ·初始频率对频率跟踪影响的仿真分析第39-40页
    ·换能器参数对频率跟踪影响的仿真分析第40-42页
    ·扰动对频率跟踪影响的仿真分析第42-44页
  ·换能器参数对驱动电流影响的仿真研究第44-49页
    ·动态电感对电流的影响第44-45页
    ·动态电容对电流的影响第45-47页
    ·静态电容对电流的影响第47-48页
    ·动态电阻对电流的影响第48-49页
  ·本章小结第49-50页
第4章 基于FPGA的超声发生器设计第50-68页
  ·系统结构第50-51页
  ·硬件部分第51-58页
    ·FPGA电路第51-53页
    ·单片机电路第53-54页
    ·数模转换第54-56页
    ·波形转换电路第56-57页
    ·超声电源实物图第57-58页
  ·软件部分第58-67页
    ·FPGA软件第58-64页
    ·单片机软件第64-65页
    ·上位机软件第65-67页
  ·本章小结第67-68页
第5章 超声发生器的性能测试实验第68-80页
  ·实验测量系统第68-71页
  ·超声发生器性能的实验研究第71-74页
    ·频率跟踪功能测试第71-72页
    ·电流采样功能测试第72-73页
    ·频率扫描功能测试第73-74页
  ·超声发生器频率跟踪性能实验第74-76页
  ·超声发生器驱动测试第76-78页
    ·换能器电流测试第76-77页
    ·换能器振动测试第77-78页
  ·换能器电流与振动的关系第78-79页
  ·本章小结第79-80页
第6章 全文总结第80-82页
  ·全文总结第80-81页
  ·工作展望第81-82页
参考文献第82-85页
致谢第85-86页
攻读硕士学位期间的研究成果第86页
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