一种超声波信号发生电路及焊接设备的制作方法

1.本技术涉及电路技术领域，尤其是一种超声波信号发生电路及焊接设备。


背景技术：

2.现有技术中，超声波发生器大部分采用开关电源的拓扑架构，开关电源产生脉冲信号，脉冲信号经过滤波器产生特定频率的电源信号，电源信号再经过转换，转换成与超声波换能器匹配的输出信号。由于开关电源的上述信号转变方式，经过滤波器后的输出信号内还会残留一些其他频率的信号，输出信号不可避免地存在少量的直流分量和谐波成分。直流分量和谐波成分会对超声波换能器产生超声频电质量造成影响。因此，亟需一种新的超声波信号发生电路。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本技术实施例的一个目的在于提供一种超声波信号发生电路及焊接设备，该电路及焊接设备可以提高加工质量的稳定性。
5.为了达到上述技术目的，本技术实施例所采取的技术方案包括：一种超声波信号发生电路，包括信号产生模块，用于根据控制信号生成第一驱动信号，并对所述第一驱动信号进行第一次放大，得到第二驱动信号；第一信号处理模块，用于对所述第二驱动信号进行振幅调节，生成第三驱动信号；第二信号处理模块，用于对所述第三驱动信号进行第二次放大，得到第四驱动信号；阻抗匹配与调谐模块，用于对所述第四驱动信号进行阻抗匹配以及谐振调节，得到目标超声波信号；所述目标超声波信号为正弦波。
6.另外，根据本发明中上述实施例的一种超声波信号发生电路，还可以有以下附加的技术特征：
7.进一步地，本技术实施例中，所述信号产生模块包括：追频信号生成模块以及第一信号放大模块；所述追频信号生成模块与所述第一信号放大模块连接；所述追频信号生成模块包括晶振发生器以及信号产生电路；所述晶振发生器包括有源晶振以及第一电源；所述有源晶振的第一脚悬空；所述有源晶振的第二脚接地；所述有源晶振的第三脚作为输出端与所述信号产生电路连接；所述有源晶振的第四脚与所述第一电源连接；所述信号产生电路包括信号产生芯片、第九电容、第十电容、第十一电容、第十三电容以及第七电阻；所述信号产生芯片的第二脚、所述第九电容的一端、所述第十电容的一端和所述第十一电容的一端与所述第一电源连接；所述第十一电容的另一端与所述信号产生芯片的第一脚连接；所述第九电容的另一端、所述第十电容的另一端、所述信号产生芯片的第四脚和所述信号产生芯片的第九脚接地；所述第十三电容的一端与所述信号产生芯片的第三脚连接；所述第十三电容的另一端与所述信号产生芯片的第四脚连接；所述信号产生芯片的第六脚、所述信号产生芯片的第七脚和所述信号产生芯片的第八脚用于接收控制信号；所述信号产生芯片的第十脚与所述第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端与所述第一信号放大模
块连接。
8.进一步地，本技术实施例中，所述第一信号处理模块包括：振幅调节电路、模拟信号放大模块以及乘法器电路；所述振幅调节电路与所述乘法器电路连接；所述模拟信号放大模块与所述乘法器电路连接；所述振幅调节电路用于将第二驱动信号调节为以0为中心的正负对称的对称信号；所述模拟信号放大模块用于将控制系统输送过来的调节振幅的模拟信号放大为第一模拟信号；所述乘法器电路用于根据所述对称信号以及所述第一模拟信号得到所述第三驱动信号。
9.进一步地，本技术实施例中，所述第二信号处理模块包括：信号级放大模块以及功率级放大模块；所述信号级放大模块与所述功率级放大模块连接；所述信号级放大模块包括正静态电源、负静态电源、第十六电阻、第十七电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十二电容、第二十五电容、第二十七电容、第二十八电容、第三十一电容、第二二极管、第四二极管以及第四运算放大器；所述第二十电阻的一端与所述第一信号处理模块连接；所述第二十电阻的另一端、所述第二二极管的正极和所述第四二极管的负极与所述第二十七电容的一端连接；所述第二二极管的负极与所述正静态电源连接；所述第四二极管的正极与所述负静态电源连接；所述第二十一电阻的一端、所述第二十八电容的一端和所述第二十四电阻的一端与所述第二十七电容的另一端连接；所述第二十四电阻的另一端与所述第二十八电容的另一端接地；所述第二十一电阻的另一端、所述第十六电阻的一端和所述第二十二电容的一端与所述第四运算放大器的反相输入端连接；所述第十六电阻的另一端与所述第十七电阻的一端连接；所述第十七电阻的另一端和所述第二十二电容的另一端与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第二十五电容的一端和所述第四运算放大器的正电源端与所述正静态电源连接；所述第三十一电容的一端和所述第四运算放大器的负电源端与所述负静态电源连接；所述第二十五电容的另一端、所述第二十五电阻的一端与所述第三十一电容的另一端接地；所述第二十五电阻的另一端与所述第四运算放大器的同相输入端连接。
10.进一步地，本技术实施例中，所述阻抗匹配与调谐模块包括：阻抗匹配模块、调谐模块、电流采样模块以及电压采样模块；所述调谐模块、所述电流采样模块和所述电压采样模块与所述阻抗匹配模块连接；所述阻抗匹配模块用于调节所述超声波信号发生电路的阻抗；所述调谐模块用于调节所述第四驱动信号的谐振，使所述目标超声波信号为正弦波。
11.进一步地，本技术实施例中，所述第一信号放大模块包括：第一运算放大器、第二电阻、第四电阻、第十电阻、第五电容以及第十六电容；所述第七电阻的另一端、所述第十电阻的一端和所述第十六电容的一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接；所述第十电阻的另一端和所述第十六电容的另一端接地；所述第二电阻的一端、所述第四电阻的一端和所述第五电容的一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接；所述第二电阻的另一端接地；所述第五电容的另一端和所述第四电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接。
12.进一步地，本技术实施例中，所述振幅调节电路包括：第二电源、第二运算放大器、第三电阻、第五电阻、第六电阻、第九电阻、第四电容以及第十四电容；所述第六电阻的一端、所述第九电阻的一端和所述第十四电容的一端与所述第二运算放大器的同相输入端连接；所述第六电阻的另一端与所述信号产生模块连接；所述第九电阻的另一端和所述第十
四电容的另一端接地；所述第五电阻的一端、所述第三电阻的一端和所述第四电容的一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接；所述第五电阻的另一端与所述第二电源连接；所述第三电阻的另一端和所述第四电容的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接；所述第二运算放大器的输出端与所述乘法器电路连接；所述模拟信号放大模块包括第三运算放大器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十七电容、第二十电容以及第二十一电容；第十三电阻的一端和所述第二十电容的一端与控制信号输出端连接；所述第十三电阻的另一端和所述第二十一电容的一端与所述第三运算放大器的同相输入端连接；所述第二十一电容的另一端和所述第二十电容的另一端接地；所述第十二电阻的一端；所述第十一电阻的一端以及所述第十七电容的一端与所述第三运算放大器的反相输入端连接；所述第十二电阻的另一端接地；所述第十七电容的另一端以及所述第十一电阻的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接；所述第三运算放大器的输出端与所述乘法器电路连接；所述乘法器电路包括：第七电容、第八电阻、乘法器芯片、第八电容、第十二电容、第十五电容、正静态电源以及负静态电源；所述第七电容的一端和所述第八电阻的一端与所述乘法器芯片的第七脚连接；所述第七电容的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接；所述第八电阻的另一端与所述乘法器芯片的第二脚和第八脚接地；所述乘法器芯片的第一脚与所述第三运算放大器的输出端连接；所述乘法器芯片的第五脚与所述第十二电容的一端连接；所述第十二电容的另一端与所述第二信号处理模块连接；所述第八电容的一端、所述第十五电容的一端和所述乘法器芯片的第四脚接地；所述正静态电源和所述第八电容的另一端与所述乘法器芯片的第六脚连接；所述负静态电源和所述第十五电容的另一端与所述乘法器芯片的第三脚连接。
13.进一步地，本技术实施例中，所述功率级放大模块包括第三电源、第四电源、第十四电阻、第十五电阻、第十八电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十三电容、第二十四电容、第三十电容、第三十四电容、第三十五电容、第一二极管、第三二极管以及功率放大芯片；所述第二十三电容的一端与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第二十三电容的另一端与所述第十四电阻的一端连接；所述第十四电阻的另一端、所述第十五电阻的一端和所述第二十四电容的一端与所述功率放大芯片的第二脚连接；所述第十五电阻的另一端、所述第二十四电容的另一端、所述第一二极管的正极和所述第三二极管的负极与所述功率放大芯片的输出端连接；所述第一二极管的负极与所述第三电源连接；所述第三二极管的正极与所述第四电源连接；所述第十八电阻的一端、所述功率放大芯片的第一脚和所述功率放大芯片的第四脚接地；所述第十八电阻的另一端与所述功率放大芯片的第二脚连接；所述功率放大芯片的第七脚以及第十三脚与所述第三电源连接；所述功率放大芯片的第八脚、以及所述第十五脚与所述第四电源连接；所述功率放大芯片的第六脚与所述第三十电容的正极连接；所述功率放大芯片的第十二脚与所述第三十电容的负极连接；所述第二十七电阻的一端和所述第三十五电容的正极与所述功率放大芯片的第十脚连接；所述第二十六电阻的一端和所述第三十四电容的正极与所述功率放大芯片的第九脚连接；所述第二十六电阻的另一端和所述第二十七电阻的另一端与所述第三电源连接；所述第三十四电容的负极和所述第三十五电容的负极接地；所述功率放大芯片的输出端与所述阻抗匹配与调谐模块连接。
14.进一步地，本技术实施例中，所述阻抗匹配模块包括：第一线圈以及第二十六电
容；所述第二十六电容的一端与所述第二信号处理模块连接；所述第二十六电容的另一端与所述第一线圈的第一脚连接；所述第一线圈的第二脚接地；所述第一线圈的第三脚与所述电压采样模块连接；所述第一线圈的第四脚与所述电流采样模块连接；所述第一线圈的第五脚与所述调谐模块连接；所述调谐模块包括第二十九电容、第三十二电容以及第三十三电容；所述第二十九电容的一端、所述第三十二电容的一端和所述第三十三电容的一端与所述第一线圈的第五脚连接；所述第二十九电容的另一端、所述第三十二电容的另一端和所述第三十三电容的另一端接地；所述电流采样模块包括第二线圈以及第二十二电阻；所述第二线圈的第二脚与所述第一线圈的第四脚连接；所述第二十二电阻的一端与所述第二线圈的第二脚连接；所述第二十二电阻的另一端、所述第二线圈的第一脚和所述第二线圈的第三脚接地；所述第二线圈的第四脚与电流采样装置连接；所述电压采样模块包括第十九电阻以及第二十三电阻；所述第十九电阻的一端与所述第一线圈的第三脚连接；所述第十九电阻的另一端和所述第二十三电阻的另一端与电压采样装置连接；所述第二十三电阻的一端接地；所述第十九电阻的一端作为所述超声波信号发生电路的输出端。
15.此外，本技术还提供一种焊接设备，包括至少一个上述实施例任一项所述的一种超声波信号发生电路。
16.本技术的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到：
17.本技术可以根据控制信号生成驱动信号，并将驱动信号经过第一次放大、振幅调节以及第二次放大和阻抗匹配以及谐振调节处理后，得到目标超声波信号，经过上述第一次放大、振幅调节以及第二次放大和阻抗匹配以及谐振调节处理后输出波形是正弦波，可以使超声加工的超声振动始终是简谐振动，从而可以不受超声驱动信号中直流分量和谐波的影响，可以提高加工质量的稳定性。
附图说明
18.图1为本发明中一种具体实施例中一种超声波信号发生电路的模块示意图；
19.图2为本发明中一种具体实施例中第一信号处理模块的模块示意图；
20.图3为本发明中一种具体实施例中阻抗匹配与调谐模块的模块示意图；
21.图4为本发明中一种具体实施例中信号产生模块的模块示意图；
22.图5为本发明中一种具体实施例中追频信号生成模块的电路原理图；
23.图6为本发明中一种具体实施例中第一信号放大模块的电路原理图；
24.图7为本发明中一种具体实施例中第一信号处理模块的电路原理图；
25.图8为本发明中一种具体实施例中第二信号处理模块的模块示意图；
26.图9为本发明中一种具体实施例中第二信号处理模块的电路原理图；
27.图10为本发明中一种具体实施例中阻抗匹配与调谐模块的电路原理图。
具体实施方式
28.下面结合附图详细描述本发明的实施例对本发明实施例中的一种超声波信号发生电路及焊接设备的原理和过程作以下说明。
29.参照图1，本发明提供一种超声波信号发生电路，可以包括信号产生模块1、第一信
号处理模块2、第二信号处理模块3以及阻抗匹配与调谐模块4，其中，信号产生模块1与第一信号处理模块2连接，第一信号处理模块2与第二信号处理模块3连接，第二信号处理模块3与阻抗匹配与调谐模块4连接。
30.信号产生模块1可以根据控制信号生成第一驱动信号，并可以对第一驱动信号进行第一次放大，放大后可以得到比第一驱动信号幅值大若干倍的第二驱动信号。第一信号处理模块2可以对第二驱动信号进行振幅调节，生成第三驱动信号；第三驱动信号是一个以原点为中心的正负对称的振幅可控的超声波驱动信号；第二信号处理模块3可以对第三驱动信号进行第二次放大，可以得到第四驱动信号；第四驱动信号是一个经过信号级放大电路进一步放大到合适范围，再通过功率级放大电路转变为功率级的驱动信号，阻抗匹配与调谐模块4可以对第四驱动信号进行阻抗匹配以及谐振调节，最终可以得到目标超声波信号，其中，目标超声波信号始终是正弦波。
31.此外，需要说明的是，在本实施例中无论是进行第一次放大还是进行第二次放大，其具体的放大倍数可以根据具体是实际需要进行调节，可以是5倍、也可以是10倍或者是其他的倍数，具体应用时可以通过调节元器件参数或者不同元器件的型号进行调节。
32.进一步地，参照图2，在本技术的一些实施例中，第一信号处理模块可以包括振幅调节电路21、模拟信号放大模块22以及乘法器电路23。振幅调节电路21与乘法器电路23连接；模拟信号放大模块22与乘法器电路23连接；
33.振幅调节电路21可以将第二驱动信号调节为以0为中心的正负对称的对称信号；模拟信号放大模块22可以将控制系统输送过来的调节振幅的模拟信号放大为第一模拟信号，第一模拟信号是控制系统输送过来的调节振幅的模拟信号放大一定倍数之后的信号，具体的放大倍数可以通过元器件型号或者参数进行调整；乘法器电路23可以根据对称信号以及第一模拟信号，做乘法运算得到第三驱动信号。
34.进一步地，参照图3，在本技术的一些实施例中，阻抗匹配与调谐模块可以包括阻抗匹配模块31、调谐模块32、电流采样模块33以及电压采样模块34；调谐模块32、电流采样模块33和电压采样模块34可以与阻抗匹配模块31连接。
35.阻抗匹配模块31可以调节整个超声波信号发生电路的阻抗，可以改善电能的传输效率和整个系统的谐振状态；调谐模块32可以调节第四驱动信号的谐振，使整个电路输出的目标超声波信号为正弦波。
36.进一步地，参照图4，在本技术的一些实施例中，信号产生模块可以包括追频信号生成模块41以及第一信号放大模块42；追频信号生成模块41可以与第一信号放大模块42连接；追频信号生成模块41包括晶振发生器411以及信号产生电路412。
37.进一步地，追频信号生成模块的具体电路可以参照图5，在图5中，gnd代表接地端，晶振发生器可以包括有源晶振u6以及第一电源，第一电源为+5v电源；有源晶振u6的第一脚可以悬空；有源晶振u6的第二脚可以接地；有源晶振u6的第三脚可以作为输出端与下一级的信号产生电路连接；有源晶振u6的第四脚可以与第一电源+5v连接。
38.而在图5中，信号产生电路可以包括信号产生芯片u5、第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11、第十三电容c13以及第七电阻r7。
39.信号产生芯片u5的第二脚、第九电容c9的一端、第十电容c10的一端和第十一电容c11的一端可以与第一电源+5v连接；第十一电容c11的另一端可以与信号产生芯片u5的第
一脚连接；第九电容c9的另一端、第十电容c10的另一端、信号产生芯片u5的第四脚和信号产生芯片u5的第九脚可以接地；第十三电容c13的一端可以与信号产生芯片u5的第三脚连接；第十三电容c13的另一端可以与信号产生芯片u5的第四脚连接；信号产生芯片u5的第六脚、信号产生芯片u5的第七脚和信号产生芯片u5的第八脚可以接收控制信号，其中控制信号可以来自于单片机组成的控制模块，还可以来自其他集成电路或者上位机集成的控制模块；信号产生芯片u5的第十脚可以与第七电阻r7的一端连接；第七电阻r7的另一端可以与下一级的第一信号放大模块连接。
40.本实施例中有源晶振u6是为u5提供保证其正常工作所需的时钟信号。当控制系统检测到负载变化需要调整超声波频率时，控制系统根据内置的控制算法给出频率控制字，并将频率控制字通过u5的第六、第七和第八脚写入u5，u5根据频率控制字改变输出信号的频率，从而实现频率追踪功能。进一步地，在本技术的一些实施例中，参照图6，第一信号放大模块可以包括第一运算放大器u8b、第二电阻r2、第四电阻r4、第十电阻r10、第五电容c5以及第十六电容c16；第七电阻r7的另一端、第十电阻r10的一端和第十六电容c16的一端与第一运算放大器u8b的同相输入端连接；第十电阻r10的另一端和第十六电容c16的另一端接地；第二电阻r2的一端、第四电阻r4的一端和第五电容c5的一端与第一运算放大器u8b的反相输入端连接；第二电阻r2的另一端接地；第五电容c5的另一端和第四电阻r4的另一端与第一运算放大器u8b的输出端连接。本实施例中的信号产生芯片u5输出的信号比较微弱，而下级的电路信号正常工作需要信号达到一定的幅值，本实施例通过第一运算放大器u8b及其外围电路构成的运算放大电路放大调理到合适范围之后送到下一级电路，使下级电路实现其具体功能的同时，可以减少谐波或者其他的信号干扰。
41.进一步地，在本技术的一些实施例中，第一信号处理模块的具体电路可以参照图7。在图7中，gnd代表接地端，振幅调节电路可以包括第二电源，第二电源为3.3v、第二运算放大器u3a、第三电阻r3、第五电阻r5、第六电阻r6、第九电阻r9、第四电容c4以及第十四电容c14。
42.第六电阻r6的一端、第九电阻r9的一端和第十四电容c14的一端可以与第二运算放大器u3a的同相输入端连接；第六电阻r6的另一端可以与信号产生模块连接；第九电阻r9的另一端和第十四电容c14的另一端可以接地；第五电阻r5的一端、第三电阻r3的一端和第四电容c4的一端可以与第二运算放大器u3a的反相输入端连接；第五电阻r5的另一端可以与第二电源3.3v连接；第三电阻r3的另一端和第四电容c4的另一端可以与第二运算放大器u3a的输出端连接；第二运算放大器u3a的输出端可以与乘法器电路连接。本实施例的振幅调节电路通过u3a及其外围电路构成减法电路，该减法电路可以将由上级输入进来的信号向下平移3.3v以使信号变成以0为中心的正负对称的信号。在图7中，模拟信号放大模块可以包括第三运算放大器u8a、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十七电容c17、第二十电容c20以及第二十一电容c21。
43.第十三电阻r13的一端和第二十电容c20的一端可以与控制信号输出端连接；第十三电阻r13的另一端和第二十一电容c21的一端可以与第三运算放大器u8a的同相输入端连接；第二十一电容c21的另一端和第二十电容c20的另一端接地；第十二电阻r12的一端以及第十一电阻r11的一端以及第十七电容c17的一端可以与第三运算放大器u8a的反相输入端连接；第十二电阻r12的另一端可以接地；第十七电容c17的另一端以及第十一电阻r11的另
一端可以与第三运算放大器u8a的输出端连接；第三运算放大器u8a的输出端可以与乘法器电路连接。
44.本实施例的模拟信号放大模块通过第三运算放大器u8a及其外围电路构成放大电路，将控制系统输送过来的调节振幅的模拟信号放大至一定的幅值，该幅值既可以满足后续乘法器电路对于信号的强度要求，也可以减少其他信号的干扰。
45.在图7中，乘法器电路可以包括：第七电容c7、第八电阻r8、乘法器芯片u7、第八电容c8、第十二电容c12、第十五电容c15、正静态电源+9.6v以及负静态电源-9.6v。
46.第七电容c7的一端和第八电阻r8的一端可以与乘法器芯片u7的第七脚连接；第七电容c7的另一端可以与第二运算放大器u3a的输出端连接；第八电阻r8的另一端可以与乘法器芯片u7的第二脚和第八脚接地；乘法器芯片u7的第一脚可以与第三运算放大器u8a的输出端连接；乘法器芯片u7的第五脚可以与第十二电容c12的一端连接；第十二电容c12的另一端可以与第二信号处理模块连接；第八电容c8的一端、第十五电容c15的一端和乘法器芯片u7的第四脚接地；正静态电源+9.6v和第八电容c8的另一端可以与乘法器芯片u7的第六脚连接；负静态电源-9.6v和第十五电容c15的另一端可以与乘法器芯片u7的第三脚连接。
47.在本实施例中，乘法器芯片可以根据输入端的x1，x2，y1以及y2完成输出端的计算，具体公式可以是输出端w＝(x1-x2)*(y1-y2)/10v。
48.进一步地，参照图8，在本技术的一些实施例中，第二信号处理模块可以包括信号级放大模块81以及功率级放大模块82；信号级放大模块81可以与功率级放大模块82连接。
49.进一步地，第二信号处理模块的具体电路可以参照图9。在图9中，gnd代表接地端，信号级放大模块包括正静态电源+9.6v、负静态电源-9.6v、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第二十四电阻r24、第二十五电阻r25、第二十二电容c22、第二十五电容c25、第二十七电容c27、第二十八电容c28、第三十一电容c31、第二二极管d2、第四二极管d4以及第四运算放大器u10。
50.第二十电阻r20的一端可以与第一信号处理模块连接；第二十电阻r20的另一端、第二二极管d2的正极和第四二极管d4的负极可以与第二十七电容c27的一端连接；第二二极管d2的负极可以与正静态电源+9.6v连接；第四二极管d4的正极可以与负静态电源-9.6v连接；第二十一电阻r21的一端、第二十八电容c28的一端和第二十四电阻r24的一端可以与第二十七电容c27的另一端连接；第二十四电阻r24的另一端可以与第二十八电容c28的另一端接地；第二十一电阻r21的另一端、第十六电阻r16的一端和第二十二电容c22的一端可以与第四运算放大器u10的反相输入端连接；第十六电阻r16的另一端可以与第十七电阻r17的一端连接；第十七电阻r17的另一端和第二十二电容c22的另一端可以与第四运算放大器u10的输出端连接；第二十五电容c25的一端和第四运算放大器u10的正电源端可以与正静态电源+9.6v连接；第三十一电容c31的一端和第四运算放大器u10的负电源端可以与负静态电源-9.6v连接；第二十五电容c25的另一端、第二十五电阻r25的一端可以与第三十一电容c31的另一端接地；第二十五电阻r25的另一端可以与第四运算放大器u10的同相输入端连接。
51.本实施例的信号级放大电路由第四运算放大器u10及其外围电路构成，信号级放大电路可以将上级输入经过模拟的信号进一步放大到可以配合后续的功率级放大模块的
正常工作的幅值。
52.进一步地，在本技术的一些实施例中，功率级放大模块作为第二信号处理模块的一部分，其具体结构同样可以参照图9。在图9中，功率级放大模块可以包括第三电源，第三电源为+25v、第四电源，第四电源为-25v、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十八电阻r18、第二十六电阻r26、第二十七电阻r27、第二十三电容c23、第二十四电容c24、第三十电容c30、第三十四电容c34、第三十五电容c35、第一二极管d1、第三二极管d3以及功率放大芯片u9。
53.第二十三电容c23的一端可以与第四运算放大器u10的输出端连接；第二十三电容c23的另一端可以与第十四电阻r14的一端连接；第十四电阻r14的另一端、第十五电阻r15的一端和第二十四电容c24的一端可以与功率放大芯片u9的第二脚连接；第十五电阻r15的另一端、第二十四电容c24的另一端、第一二极管d1的正极和第三二极管d3的负极可以与功率放大芯片u9的输出端连接；第一二极管d1的负极与第三电源+25v连接；第三二极管d3的正极与第四电源-25v连接。
54.第十八电阻r18的一端、功率放大芯片u9的第一脚和功率放大芯片u9的第四脚接地；第十八电阻r18的另一端可以与功率放大芯片u9的第二脚连接；功率放大芯片u9的第七脚以及第十三脚与第三电源+25v连接；功率放大芯片u9的第八脚以及第十五脚与第四电源-25v连接；功率放大芯片u9的第六脚可以与第三十电容c30的正极连接；功率放大芯片u9的第十二脚可以与第三十电容c30的负极连接；第二十七电阻r27的一端和第三十五电容c35的正极可以与功率放大芯片u9的第十脚连接；第二十六电阻r26的一端和第三十四电容c34的正极可以与功率放大芯片u9的第九脚连接；第二十六电阻r26的另一端和第二十七电阻r27的另一端可以与第三电源+25v连接；第三十四电容c34的负极和第三十五电容c35的负极接地；功率放大芯片u9的输出端可以与阻抗匹配与调谐模块连接。
55.本实施例的功率级放大模块由u9及其外围电路构成，u9可以通过
±
25v供电的，功率可以达到100w的功率级音频放大器，通过这一级电路可以将小信号转变为功率级的驱动信号。
56.进一步地，在本技术的一些实施例中，阻抗匹配与调谐模块的具体结构可以参照图10。在图10中，gnd代表接地端，阻抗匹配模块可以包括第一线圈t1以及第二十六电容c26。
57.第二十六电容c26的一端可以与第二信号处理模块连接，第二十六电容c26的另一端可以与第一线圈t1的第一脚连接，第一线圈t1的第二脚接地，第一线圈t1的第三脚可以与下一级的电压采样模块连接，第一线圈t1的第四脚可以与下一级的电流采样模块连接，第一线圈t1的第五脚可以与下一级的调谐模块连接。本实施例的两个器件c26和t1可以构成超声波发生器所带负载的阻抗匹配电路，该电路可以保证电能的传输效率。
58.在图10中，调谐模块可以包括第二十九电容c29、第三十二电容c32以及第三十三电容c33。
59.第二十九电容c29的一端、第三十二电容c32的一端和第三十三电容c33的一端可以与第一线圈t1的第五脚连接；第二十九电容c29的另一端、第三十二电容c32的另一端和第三十三电容c33的另一端可以接地。本实施例的三个电容c29、c32以及c33构成此超声波发生器的调谐电路可以保证整个系统的谐振状态。
60.在图10中，电流采样模块可以包括第二线圈t2以及第二十二电阻r22。
61.第二线圈t2的第二脚可以与第一线圈t1的第四脚连接；第二十二电阻r22的一端可以与第二线圈t2的第二脚连接；第二十二电阻r22的另一端、第二线圈t2的第一脚和第二线圈t2的第三脚可以接地。第二线圈t2的第四脚可以与电流采样装置连接，在本实施例中，电流采样装置可以是外接的设备，而且电流采样装置可以是现有的采样装置。在图10中，电压采样模块可以包括第十九电阻r19以及第二十三电阻r23。
62.第十九电阻r19的一端可以与第一线圈t1的第三脚连接；第十九电阻r19的另一端和第二十三电阻r23的另一端可以与电压采样装置连接，电压采样装置可以是外接的设备，而且电压采样装置可以是现有的采样装置；第二十三电阻r23的一端可以接地；第十九电阻r19的一端可以作为整个超声波信号发生电路的输出端。
63.此外，参照图9，在本技术的一些实施例中，第三电源+25v还可以与第一滤波模块连接，第四电源-25v还可以与第二滤波模块连接；第一滤波模块可以包括第十九电容c19以及第十八电容c18，第二滤波模块可以包括第三十六电容c36以及第三十七电容c37。
64.在本技术的一些实施例中，第三十四电容、第三十电容以及第三十五电容均可以是电解电容或者是其他的极性电容。
65.此外，与图1的电路相对应，本技术的实施例中还提供一种焊接设备，可以包括至少一个上述实施例任一项所述的一种超声波信号发生电路。
66.上述的超声波信号发生电路实施例中的内容均适用于本焊接设备实施例中，本焊接设备实施例所具体实现的功能与上述的超声波信号发生电路实施例相同，并且达到的有益效果与上述的超声波信号发生电路实施例所达到的有益效果也相同。此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本技术，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本技术是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本技术。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本技术的范围，本技术的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
67.在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
68.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。
69.以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种超声波信号发生电路，其特征在于，包括：信号产生模块，用于根据控制信号生成第一驱动信号，并对所述第一驱动信号进行第一次放大，得到第二驱动信号；第一信号处理模块，用于对所述第二驱动信号进行振幅调节，生成第三驱动信号；第二信号处理模块，用于对所述第三驱动信号进行第二次放大，得到第四驱动信号；阻抗匹配与调谐模块，用于对所述第四驱动信号进行阻抗匹配以及谐振调节，得到目标超声波信号；所述目标超声波信号为正弦波。2.根据权利要求1所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述信号产生模块包括追频信号生成模块以及第一信号放大模块，所述追频信号生成模块与所述第一信号放大模块连接；所述追频信号生成模块包括晶振发生器以及信号产生电路；所述晶振发生器包括有源晶振以及第一电源，所述有源晶振的第一脚悬空，所述有源晶振的第二脚接地，所述有源晶振的第三脚作为输出端与所述信号产生电路连接，所述有源晶振的第四脚与所述第一电源连接；所述信号产生电路包括信号产生芯片、第九电容、第十电容、第十一电容、第十三电容以及第七电阻，所述信号产生芯片的第二脚、所述第九电容的一端、所述第十电容的一端和所述第十一电容的一端与所述第一电源连接；所述第十一电容的另一端与所述信号产生芯片的第一脚连接；所述第九电容的另一端、所述第十电容的另一端、所述信号产生芯片的第四脚和所述信号产生芯片的第九脚接地；所述第十三电容的一端与所述信号产生芯片的第三脚连接；所述第十三电容的另一端与所述信号产生芯片的第四脚连接；所述信号产生芯片的第六脚、所述信号产生芯片的第七脚和所述信号产生芯片的第八脚用于接收控制信号；所述信号产生芯片的第十脚与所述第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端与所述第一信号放大模块连接。3.根据权利要求1所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述第一信号处理模块包括振幅调节电路、模拟信号放大模块以及乘法器电路，所述振幅调节电路与所述乘法器电路连接；所述模拟信号放大模块与所述乘法器电路连接；所述振幅调节电路用于将第二驱动信号调节为对称信号；所述模拟信号放大模块用于将输送过来的调节振幅的模拟信号放大为第一模拟信号；所述乘法器电路用于根据所述对称信号以及所述第一模拟信号得到所述第三驱动信号。4.根据权利要求1所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述第二信号处理模块包括信号级放大模块以及功率级放大模块，所述信号级放大模块与所述功率级放大模块连接；所述信号级放大模块包括正静态电源、负静态电源、第十六电阻、第十七电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十二电容、第二十五电容、第二十七电容、第二十八电容、第三十一电容、第二二极管、第四二极管以及第四运算放大器；所述第二十电阻的一端与所述第一信号处理模块连接；所述第二十电阻的另一端、所述第二二极管的正极和所述第四二极管的负极与所述第二十七电容的一端连接；所述第二二极管的负极与所述正静态电源连接；所述第四二极管的正极与所述负静态电源连接；所述第二十一电阻的一端、所述第二十八电容的一端和所述第二十四电阻的一端与所述第二十七电容的另一端连接；所述第二十四电阻的另一端与所述第二十八电容的另一端接地；
所述第二十一电阻的另一端、所述第十六电阻的一端和所述第二十二电容的一端与所述第四运算放大器的反相输入端连接；所述第十六电阻的另一端与所述第十七电阻的一端连接；所述第十七电阻的另一端和所述第二十二电容的另一端与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第二十五电容的一端和所述第四运算放大器的正电源端与所述正静态电源连接；所述第三十一电容的一端和所述第四运算放大器的负电源端与所述负静态电源连接；所述第二十五电容的另一端、所述第二十五电阻的一端与所述第三十一电容的另一端接地；所述第二十五电阻的另一端与所述第四运算放大器的同相输入端连接。5.根据权利要求1所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述阻抗匹配与调谐模块包括阻抗匹配模块、调谐模块、电流采样模块以及电压采样模块；所述调谐模块、所述电流采样模块和所述电压采样模块与所述阻抗匹配模块连接；所述阻抗匹配模块用于调节所述超声波信号发生电路的阻抗；所述调谐模块用于调节所述第四驱动信号的谐振，使所述目标超声波信号为正弦波。6.根据权利要求2所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述第一信号放大模块包括第一运算放大器、第二电阻、第四电阻、第十电阻、第五电容以及第十六电容；所述第七电阻的另一端、所述第十电阻的一端和所述第十六电容的一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接；所述第十电阻的另一端和所述第十六电容的另一端接地；所述第二电阻的一端、所述第四电阻的一端和所述第五电容的一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接；所述第二电阻的另一端接地；所述第五电容的另一端和所述第四电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接。7.根据权利要求3所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述振幅调节电路包括第二电源、第二运算放大器、第三电阻、第五电阻、第六电阻、第九电阻、第四电容以及第十四电容；所述第六电阻的一端、所述第九电阻的一端和所述第十四电容的一端与所述第二运算放大器的同相输入端连接；所述第六电阻的另一端与所述信号产生模块连接；所述第九电阻的另一端和所述第十四电容的另一端接地；所述第五电阻的一端、所述第三电阻的一端和所述第四电容的一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接；所述第五电阻的另一端与所述第二电源连接；所述第三电阻的另一端和所述第四电容的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接；所述第二运算放大器的输出端与所述乘法器电路连接；所述模拟信号放大模块包括第三运算放大器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十七电容、第二十电容以及第二十一电容；第十三电阻的一端和所述第二十电容的一端与控制信号输出端连接；所述第十三电阻的另一端和所述第二十一电容的一端与所述第三运算放大器的同相输入端连接；所述第二十一电容的另一端和所述第二十电容的另一端接地；所述第十二电阻的一端；所述第十一电阻的一端以及所述第十七电容的一端与所述第三运算放大器的反相输入端连接；所述第十二电阻的另一端接地；所述第十七电容的另一端以及所述第十一电阻的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接；所述第三运算放大器的输出端与所述乘法器电路连接；所述乘法器电路包括第七电容、第八电阻、乘法器芯片、第八电容、第十二电容、第十五电容、正静态电源以及负静态电源；所述第七电容的一端和所述第八电阻的一端与所述乘法器芯片的第七脚连接；所述第七电容的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接；所述第八电阻的另一端与所述乘法器芯片的第二脚和第八脚接地；所述乘法器芯片的第一脚
与所述第三运算放大器的输出端连接；所述乘法器芯片的第五脚与所述第十二电容的一端连接；所述第十二电容的另一端与所述第二信号处理模块连接；所述第八电容的一端、所述第十五电容的一端和所述乘法器芯片的第四脚接地；所述正静态电源和所述第八电容的另一端与所述乘法器芯片的第六脚连接；所述负静态电源和所述第十五电容的另一端与所述乘法器芯片的第三脚连接。8.根据权利要求4所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述功率级放大模块包括第三电源、第四电源、第十四电阻、第十五电阻、第十八电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十三电容、第二十四电容、第三十电容、第三十四电容、第三十五电容、第一二极管、第三二极管以及功率放大芯片；所述第二十三电容的一端与所述第四运算放大器的输出端连接；所述第二十三电容的另一端与所述第十四电阻的一端连接；所述第十四电阻的另一端、所述第十五电阻的一端和所述第二十四电容的一端与所述功率放大芯片的第二脚连接；所述第十五电阻的另一端、所述第二十四电容的另一端、所述第一二极管的正极和所述第三二极管的负极与所述功率放大芯片的输出端连接；所述第一二极管的负极与所述第三电源连接；所述第三二极管的正极与所述第四电源连接；所述第十八电阻的一端、所述功率放大芯片的第一脚和所述功率放大芯片的第四脚接地；所述第十八电阻的另一端与所述功率放大芯片的第二脚连接；所述功率放大芯片的第七脚以及第十三脚与所述第三电源连接；所述功率放大芯片的第八脚、以及第十五脚与所述第四电源连接；所述功率放大芯片的第六脚与所述第三十电容的正极连接；所述功率放大芯片的第十二脚与所述第三十电容的负极连接；所述第二十七电阻的一端和所述第三十五电容的正极与所述功率放大芯片的第十脚连接；所述第二十六电阻的一端和所述第三十四电容的正极与所述功率放大芯片的第九脚连接；所述第二十六电阻的另一端和所述第二十七电阻的另一端与所述第三电源连接；所述第三十四电容的负极和所述第三十五电容的负极接地；所述功率放大芯片的输出端与所述阻抗匹配与调谐模块连接。9.根据权利要求5所述一种超声波信号发生电路，其特征在于，所述阻抗匹配模块包括第一线圈以及第二十六电容，所述第二十六电容的一端与所述第二信号处理模块连接；所述第二十六电容的另一端与所述第一线圈的第一脚连接；所述第一线圈的第二脚接地；所述第一线圈的第三脚与所述电压采样模块连接；所述第一线圈的第四脚与所述电流采样模块连接；所述第一线圈的第五脚与所述调谐模块连接；所述调谐模块包括第二十九电容、第三十二电容以及第三十三电容，所述第二十九电容的一端、所述第三十二电容的一端和所述第三十三电容的一端与所述第一线圈的第五脚连接；所述第二十九电容的另一端、所述第三十二电容的另一端和所述第三十三电容的另一端接地；所述电流采样模块包括第二线圈以及第二十二电阻，所述第二线圈的第二脚与所述第一线圈的第四脚连接；所述第二十二电阻的一端与所述第二线圈的第二脚连接；所述第二十二电阻的另一端、所述第二线圈的第一脚和所述第二线圈的第三脚接地；所述第二线圈的第四脚与电流采样装置连接；所述电压采样模块包括第十九电阻以及第二十三电阻，所述第十九电阻的一端与所述第一线圈的第三脚连接；所述第十九电阻的另一端和所述第二十三电阻的另一端与电压采
样装置连接；所述第二十三电阻的一端接地；所述第十九电阻的一端作为所述超声波信号发生电路的输出端。10.一种焊接设备，其特征在于，包括至少一个上述权利要求1-9任一项所述的一种超声波信号发生电路。

技术总结
本申请公开了一种超声波信号发生电路及焊接设备，其中电路包括信号产生模块，用于根据控制信号生成第一驱动信号，并对所述第一驱动信号进行第一次放大，得到第二驱动信号；第一信号处理模块，用于对所述第二驱动信号进行振幅调节，生成第三驱动信号；第二信号处理模块，用于对所述第三驱动信号进行第二次放大，得到第四驱动信号；阻抗匹配与调谐模块，用于对所述第四驱动信号进行阻抗匹配以及谐振调节，得到正弦波的超声波信号。本方法可以提高加工质量的稳定性。本申请可广泛应用于电路技术领域。术领域。术领域。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：广东利元亨智能装备股份有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/1