在超声波无纺布焊接、超声波车削等负载频繁剧烈变动的应用场合,我们希望换能器具有功率自动调节的功能。即在换能器空载时吸收的功率小,在有负载时吸收的功率大。并且负载越重,吸收的功率越多,传输给负载的功率也越多。随着对换能器研究的深入,一对一的超声波发生器与换能器匹配,已经不能满足现实需求,所以开发一对多的超声波发生器具有很强的实用价值。　　 在完成本论文的过程中,主要做了以下几方面工作并取得一定的成果。　　 本论文首先对超声波换能器的震动特性进行了详尽的研究,主要讨论有关超声波发生器的数学模型的建立以及对该模型的全面分析,这部分关于超声波换能器的研究主要是为超声波发生器的反馈回路的研究打下坚实的理论基础。　　 然后分析了变频式超声波发生器的工作原理,根据电子电路设计的基本理念制定了分模块设计的总体方案,经过细致的分析,将论文分为五个模块:第一是信号源模块,由于本设计采用的是它激式的超声波发生原理,所以需要一个稳定的信号源,通过对DDS信号源发生电路,555正弦波发生器,锁相环正弦波合成电路进行比较,确定选用DDS信号发生电路。第二是控制电路模块,控制电路是本设计的又一重点,这里我们在分析超声波换能器模型的基础上,设计出了以分离式的PI电流反馈为主,相位反馈为辅的控制方案;控制芯片方面,通过比较各种控制器的优劣,包括MCU,ARM,DS P,FPGA,最终确定选用,既能满足设计要求又能节约成本的AVR系列的MCU控制方案。第三是发生器的电源模块,该模块既要满足给信号源提供电能,还要给控制电路提供电能。第四是发生器的功率放大模块,这里我们选用D类串联电压型功率放大电路。第五是人机界面模块,键盘输入和液晶显示,是经典的人机界面,也将出现在本设计中,满足现场调试的需要。　　 最后是完成的是调试和编程部分:调试部分包括模拟软件的调试和实物电路板的调试;编程主要包括信号源的编程和控制器的编程以及人机界面的编程。　　 本文设计的变频式超声波发生器可靠稳定,效率高,性价比优,符合预先的设计要求,达到了预期目标。