超声波是一种频率高于人能听到范围的机械波,其发射和接收均需要晶振参与。发射端将射频信号输送至晶振,晶振输出高频振荡电信号,经过功放放大后将电能转换为机械能,激发超声波的产生;接收端接收到物体反射回来的超声波信号,经过前置放大和滤波后输入晶振,晶振输出一定的信号给后端处理器进行信号处理。
超声波的发射频率精度影响着超声仪器的测量准确度,因此需要晶振提供高精度的频率稳定性。晶振是一种能够稳定振荡的电路元件,具有良好的温度稳定性、长寿命、频率准确度高等特点。外部晶振通过罗氏电感和电容组成的谐振电路确保了超声波发射和接收的频率精度。
此外,根据晶振的谐振原理,当共振频率和外部驱动频率不同时,晶振将不会振荡,保证了超声波的频率精度和稳定性。
晶振还可以实现时基控制来实现不同超声波信号的发射,如单频信号、多频信号、脉冲信号等。超声波信号的不同形式适用于不同的应用场景,用于测厚、探伤等领域。晶振能够提供高稳定性的时基控制来支持不同形式超声波信号的发射,保证信号质量和精度。
晶振作为超声波仪器的核心部件之一,采用不同类型和品牌的晶振对仪器的整体性能都会产生巨大的影响。如选用的晶振质量差、频率精度低,会导致仪器工作不稳定、频率精度不高、信噪比较低等问题出现。
因此,在超声波仪器的设计中,选择优质的晶振成为了必不可少的环节,以保证仪器性能的可靠性、精度和长期稳定性。