CN111375538B - 频率控制电路及超声波换能器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种频率控制电路及超声波换能器系统，第一信号处理模块通过将电压采集模块采集到的信号输出第一待检信号，第二信号处理模块通过将电流采集模块采集到的电流输出第二待检信号，相位检测模块根据第一待检信号和第二待检信号输出检测结果，以使处理器根据检测结果改变激励信号源中激励信号的频率。其中，由于第一待检信号与电压相位相同，第二待检信号与电流相位相同，因此检测结果与电压电流的相位相关，在电压超前电流或电流超前电压时，根据对应的检测结果改变激励信号的频率，以降低固有频率与激励信号的频率的差异，保证超声波换能器工作在效率最高的工况下。

Description

频率控制电路及超声波换能器系统

技术领域

本发明涉及超声波换能器技术领域，特别是涉及一种频率控制电路及超声波换能器系统。

背景技术

超声波换能器是一种可将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去的能量转换器件。超声波换能器被广泛应用于各种超声波设备，如超声波手术刀、超声波焊接机或超能波清洗机等。超声波设备中的超声波换能器接收激励信号源的交流电激励信号，并将其转换成机械能，以驱动相应的工作设备。

其中，超声波换能器自身具有固定频率，当激励信号的频率与其固有频率一致时，即超声波换能器工作在谐振频率时，转换效率最高。超声波换能器在工作过程中，受自身性能、工作设备的状态和工作环境等因素的影响，其固有频率会产生变化，导致固有频率与激励信号的频率存在较大差异，降低超声波换能器的转换效率。传统判断固有频率与激励信号的频率是否存在差异的方式，主要是通过处理器判断激励信号中电压与电流的相位差，在电压超前于电流或电流超前于电压时，处理器对激励信号的频率进行大小调整，以保证超声波换能器工作在效率最高的工况下。

然而，传统的处理器在接收到激励信号中电压与电流对应的信号后，需要运行程序以判断电压与电流的相位差情况，影响处理器的响应速度，降低了调整激励信号的频率的效率。

发明内容

基于此，有必要针对传统的处理器在接收到激励信号中电压与电流对应的信号后，需要运行程序以判断电压与电流的相位差情况，影响处理器的响应速度，降低调整激励信号的频率的效率的问题，提供一种频率控制电路及超声波换能器系统。

本发明实施例一方面提供了一种频率控制电路，包括电压采集模块、电流采集模块、第一信号处理模块、第二信号处理模块、相位检测模块和处理器；

电压采集模块用于采集激励信号源的第一输出端和第二输出端间的电压；其中，超声波换能器分别连接激励信号源的第一输出端和第二输出端，以构成激励回路；

电流采集模块用于采集激励回路的电流，并将电流转换为比例电压信号；

第一信号处理模块的第一输入端连接电压采集模块的第一输出端，第一信号处理模块的第二输入端连接电压采集模块的第二输出端；第一信号处理模块用于根据电压输出第一待检信号；其中，第一待检信号与电压相位相同；

第二信号处理模块的第一输入端连接电流采集模块的第一输出端，第二信号处理模块的第二输入端连接电流采集模块的第二输出端；第二信号处理模块用于根据比例电压信号输出第二待检信号；其中，第二待检信号与电流相位相同；

相位检测模块的第一输入端连接第一信号处理模块的输出端，相位检测模块的第二输入端连接第二信号处理模块的输出端；相位检测模块的第一输出端连接处理器，相位检测模块的第二输出端连接处理器；相位检测模块用于根据第一待检信号和第二待检信号输出检测结果；

处理器用于根据检测结果改变激励信号源中激励信号的频率。

在其中一个实施例中，第一信号处理模块包括第一放大器、第一滤波器和第一过零比较器；

第一放大器的一输入端为第一信号处理模块的第一输入端，第一放大器的另一输入端为第一信号处理模块的第二输入端；第一放大器的输出端连接第一滤波器的输入端；第一滤波器的输出端连接第一过零比较器的输入端；第一过零比较器的输出端为第一信号处理模块的输出端。

在其中一个实施例中，第一信号处理模块包括第二放大器、第二滤波器和第二过零比较器；

第二放大器的一输入端为第二信号处理模块的第一输入端，第二放大器的另一输入端为第二信号处理模块的第二输入端；第二放大器的输出端连接第二滤波器的输入端；第二滤波器的输出端连接第二过零比较器的输入端；第二过零比较器的输出端为第二信号处理模块的输出端。

在其中一个实施例中，相位检测模块包括幅相检测芯片；

幅相检测芯片的一输入端为相位检测模块的第一输入端，幅相检测芯片的另一输入端为相位检测模块的第二输入端；

幅相检测芯片的一输出端为相位检测模块的第一输出端，幅相检测芯片的另一输出端为相位检测模块的第二输出端。

在其中一个实施例中，相位检测模块包括第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第一与非门和第二与非门；

第一D触发器的时钟输入端连接第二D触发器的数据输入端，第一D触发器的时钟输入端还连接第一信号处理模块的输出端；第一D触发器的复位端连接第一与非门的一输入端，第一D触发器的复位端还连接第三D触发器的数据锁存反相输出端；第一D触发器的数据锁存输出端连接第三D触发器的复位端；

第二D触发器的数据锁存输出端连接第一与非门的另一输入端；第二D触发器的数据锁存反相输出端连接第二与非门的一输入端；

第三D触发器的时钟输入端连接第二信号处理模块的输出端；第三D触发器的数据锁存输出端连接第二与非门的另一输入端；

第一与非门的输出端为相位检测模块的第一输出端，第二与非门的输出端为相位检测模块的第二输出端。

在其中一个实施例中，电压采集模块包括初级线圈和次级线圈；

初级线圈的第一端连接激励信号源的第一输出端，初级线圈的第二端连接激励信号源的第二输出端；

次级线圈的第一端为电压采集模块的第一输出端，次级线圈的第二端为电压采集模块的第二输出端；

初级线圈的第一端与次级线圈的第一端为同名端。

在其中一个实施例中，电流采集模块包括感应线圈和采样电阻；

感应线圈与激励回路的线路平行设置；

感应线圈的第一端通过采样电阻连接感应线圈的第二端；

感应线圈的第一端为电流采集模块的第一输出端，感应线圈的第二端为电流采集模块的第二输出端。

在其中一个实施例中，处理器包括MCU。

本发明实施例另一方面还提供了一种超声波换能器系统，包括激励信号源、超声波换能器以及频率控制电路；

超声波换能器分别连接激励信号源的第一输出端和第二输出端，以构成激励回路；

频率控制电路包括电压采集模块、电流采集模块、第一信号处理模块、第二信号处理模块、相位检测模块和处理器；

电压采集模块用于采集激励信号源的第一输出端和第二输出端间的电压；电流采集模块用于采集激励回路的电流，并将电流转换为比例电压信号；

第一信号处理模块的第一输入端连接电压采集模块的第一输出端，第一信号处理模块的第二输入端连接电压采集模块的第二输出端；第一信号处理模块用于根据电压输出第一待检信号；其中，第一待检信号与电压相位相同；

第二信号处理模块的第一输入端连接电流采集模块的第一输出端，第二信号处理模块的第二输入端连接电流采集模块的第二输出端；第二信号处理模块用于根据比例电压信号输出第二待检信号；其中，第二待检信号与比例电压信号相位相同；

相位检测模块的第一输入端连接第一信号处理模块的输出端，相位检测模块的第二输入端连接第二信号处理模块的输出端；相位检测模块的第一输出端连接处理器，相位检测模块的第二输出端连接处理器；相位检测模块用于根据第一待检信号和第二待检信号输出检测结果；

处理器用于根据检测结果改变激励信号源中激励信号的频率。

在其中一个实施例中，激励信号源包括依次连接的整流电路、BUCK电路、全桥逆变器、高频变压器和电感调谐匹配电路；其中，整流电路用于接入外部供电；

电压采集模块用于采集高频变压器的第一输出端和第二输出端间的电压；电流采集模块用于采集高频变压器与超声波换能器间的电流，并将电流转换为比例电压信号；

处理器连接全桥逆变器，用于根据检测结果改变全桥逆变器中交流电信号的频率。

上述频率控制装置及超声波换能器系统，第一信号处理模块通过将电压采集模块采集到的信号输出第一待检信号，第二信号处理模块通过将电流采集模块采集到的电流输出第二待检信号，相位检测模块根据第一待检信号和第二待检信号输出检测结果，以使处理器根据检测结果改变激励信号源中激励信号的频率。其中，由于第一待检信号与电压相位相同，第二待检信号与电流相位相同，因此检测结果与电压电流的相位相关，在电压超前电流或电流超前电压时，根据对应的检测结果改变激励信号的频率，以降低固有频率与激励信号的频率的差异，保证超声波换能器工作在效率最高的工况下。

附图说明

图1为一实施方式的频率控制电路模块结构图；

图2为采集模块电路图；

图3为另一实施方式的频率控制电路模块结构图；

图4为一实施方式的信号处理模块电路图；

图5为一实施方式的相位检测模块电路图；

图6为一实施方式的超声波换能器系统模块结构图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例一方面提供了一种频率控制电路：

图1为一实施方式的频率控制电路模块结构图，如图1所示，一实施方式的频率控制电路包括电压采集模块100、电流采集模块101、第一信号处理模块102、第二信号处理模块103、相位检测模块104和处理器105；

电压采集模块100用于采集激励信号源的第一输出端OUT_A和第二输出端间OUT_B的电压；其中，超声波换能器分别连接激励信号源的第一输出端OUT_A和第二输出端OUT_B，以构成激励回路；

其中，激励信号源的第一输出端OUT_A和第二输出端间OUT_B的电压即为激励信号的电压。电压采集模块100采集激励信号的电压，包括了电压的幅值、频率和相位等信息。在其中一个实施例中，电压采集模块100包括电压采样芯片或电压采样电路。

作为一个较优的实施方式，图2为采集模块电路图，如图2所示，电压采集模块100包括初级线圈DY1和次级线圈DY2；

初级线圈DY1的第一端连接激励信号源的第一输出端OUT_A，初级线圈DY1的第二端连接激励信号源的第二输出端OUT_B；

次级线圈DY2的第一端为电压采集模块的第一输出端VS_P，次级线圈DY2的第二端为电压采集模块的第二输出端VS_N；

初级线圈DY1的第一端与次级线圈DY2的第一端为同名端。

其中，通过初级线圈DY1和次级线圈DY2的匝数比，将第一输出端OUT_A和第二输出端间OUT_B的电压变换为次级线圈DY2的第一端VS_P与第二端VS_N间的电压。可根据后级电路的信号需求，调整初级线圈DY1和次级线圈DY2的匝数比。通过初级线圈DY1和次级线圈DY2的变换，并不会改变第一输出端OUT_A和第二输出端间OUT_B的电压的相位。在其中一个实施例中，初级线圈DY1和次级线圈DY2的匝数比为1:1。

电流采集模块101用于采集激励回路的电流，并将电流转换为比例电压信号；

其中，电流采集模块101采集激励回路的电流，并将电流转换为比例电压信号，比例电压信号包括幅值、频率和相位等信息。同时，比例电压信号的相位与激励回路的电流的相位一致。在其中一个实施例中，电流采集模块101包括电流采样芯片或电流采样电路。

作为一个较优的实施方式，如图2所示，电流采集模块101包括感应线圈DL和采样电阻R1；

感应线圈DL与激励回路的线路平行设置；

其中，感应线圈DL通过与激励回路的线路平行设置，在感应线圈DL中生成感应电流。

感应线圈DL的第一端通过采样电阻R1连接感应线圈DL的第二端；

其中，在感应线圈DL生成感应电流后，采样电阻R1中有电流通过，采样电阻R1两端产生电压差，即感应线圈DL的第一端与感应线圈DL的第二端间的电压差。

感应线圈DL的第一端为电流采集模块101的第一输出端IS_N，感应线圈DL的第二端为电流采集模块101的第二输出端IS_P。

感应线圈DL的第一端和感应线圈DL的第二端间的电压即比例电压信号。其中，可根据改变感应线圈DL的匝数或采样电阻R1的阻值，以调整比例电压信号。

第一信号处理模块102的第一输入端连接电压采集模块100的第一输出端VS_N，第一信号处理模块102的第二输入端连接电压采集模块100的第二输出端VS_P；第一信号处理模块102用于根据电压采集模块100采集到的电压输出第一待检信号；其中，第一待检信号与电压采集模块100采集到的电压相位相同；

其中，相位检测模块104用于比对两路信号的相位，一路信号是第一待检信号的相位，另一路信号是第二待检信号的相位。由于电压采集模块100采集到的电压信号较弱，且存在大量的干扰信号，需要通过第一信号处理模块102滤除电压中的干扰，提供清晰的信号。在其中一个实施例中，第一信号处理模块102包括信号处理电路或DSP处理器。

作为一个较优的实施方式，图3为另一实施方式的频率控制电路模块结构图，如图3所示，第一信号处理模块102包括第一放大器200、第一滤波器201和第一过零比较器202；

第一放大器200的一输入端为第一信号处理模块102的第一输入端，第一放大器200的另一输入端为第一信号处理模块102的第二输入端；第一放大器200的输出端连接第一滤波器201的输入端；第一滤波器201的输出端连接第一过零比较器202的输入端；第一过零比较器202的输出端为第一信号处理模块102的输出端。

第一放大器200用于将电压采集模块采集到的电压放大，可采用放大器芯片或运放电路。作为一个较优的实施方式，第一放大器200可选用AD系列放大器芯片。第一滤波器201用于滤除电压中的干扰信号，可采用滤波器芯片。作为一个较优的实施方式，第一滤波器201可选用带通滤波器芯片。第一过零比较器202用于将电压转换为方波形式的第一待检信号，以便于相位检测模块104对其进行处理。

在其中一个实施例中，图4为一实施方式的信号处理模块电路图，如图4所示，第一放大器200选用反相放大器芯片U1，第一滤波器201选用带通滤波器芯片U2，第一过零比较器202包括运算放大器U3和反馈电阻R2。反相放大器芯片U1的反相输入端IN-连接电压采集模块100的第一输出端VS_N，反相放大器芯片U1的同相输入端IN+连接电压采集模块100的第一输出端VS_P，反相放大器芯片U1的输出端OUT连接带通滤波器芯片U2的输入端，带通滤波器芯片U2的输出端OUT连接运算放大器U3的反相输入端，运算放大器U3的同相输入端接地，运算放大器U3的输出端通过反馈电阻R2连接运算放大器U3的反相输入端。其中，运算放大器U3的输出端为第一信号处理模块102的输出端。

第二信号处理模块103的第一输入端连接电流采集模块101的第一输出端IS_N，第二信号处理模块103的第二输入端连接电流采集模块101的第二输出端IS_P；第二信号处理模块103用于根据比例电压信号输出第二待检信号；其中，第二待检信号与比例电压信号相位相同；

其中，由于电流采集模块101采集到的电压信号较弱，且存在大量的干扰信号，需要通过第二信号处理模块103滤除电压中的干扰，提供清晰的信号。在其中一个实施例中，第二信号处理模块103包括信号处理电路或DSP处理器。

作为一个较优的实施方式，如图3所示，第二信号处理模块103包括第二放大器300、第二滤波器301和第二过零比较器302；

第二放大器300的一输入端为第二信号处理模块103的第一输入端，第二放大器300的另一输入端为第二信号处理模块103的第二输入端；第二放大器300的输出端连接第二滤波器301的输入端；第二滤波器301的输出端连接第二过零比较器302的输入端；第二过零比较器302的输出端为第二信号处理模块103的输出端。

第二放大器300用于将采集到的电压放大，可采用放大器芯片或运放电路。作为一个较优的实施方式，第二放大器300可选用AD系列放大器芯片。第二滤波器301用于滤除电压中的干扰信号，可采用滤波器芯片。作为一个较优的实施方式，第二滤波器301可选用带通滤波器芯片。第二过零比较器302用于将电压转换为方波形式的第二待检信号，以便于相位检测模块104对其进行处理。

在其中一个实施例中，如图4所示，第二放大器300选用反相放大器芯片U4，第二滤波器301选用带通滤波器芯片U5，第二过零比较器302包括运算放大器U6和反馈电阻R3。反相放大器芯片U4的反相输入端连接电流采集模块100的第一输出端IS_N，反相放大器芯片U4的同相输入端连接电压采集模块100的第一输出端IS_P，反相放大器芯片U4的输出端连接带通滤波器芯片U5的输入端，带通滤波器芯片U5的输出端连接运算放大器U6的反相输入端，运算放大器U6的同相输入端接地，运算放大器U6的输出端通过反馈电阻R3连接运算放大器U6的反相输入端。其中，运算放大器U6的输出端为第二信号处理模块103的输出端。

相位检测模块104的第一输入端连接第一信号处理模块102的输出端，相位检测模块104的第二输入端连接第二信号处理模块103的输出端；相位检测模块104的第一输出端V-I连接处理器105，相位检测模块104的第二输出端I-V连接处理器105；相位检测模块104用于根据第一待检信号和第二待检信号输出检测结果；

其中，相位检测模块104的第一输入端接收到第一待检信号，相位检测模块104的第二输入端接收到第二待检信号。相位检测模块104比对第一待检信号与第二待检信号的相位，输出检测结果至处理器105。需要注意的是，当第一待检信号的相位超前于第二待检信号时，对应第一检测结果，当第二待检信号的相位超前于第一待检信号时，对应第二检测结果，且第一检测结果不同于第二检测结果。

在其中一个实施例中，相位检测模块104包括幅相检测芯片；

幅相检测芯片的一输入端为相位检测模块104的第一输入端，幅相检测芯片的另一输入端为相位检测模块104的第二输入端；

幅相检测芯片的一输出端为相位检测模块104的第一输出端，幅相检测芯片的另一输出端为相位检测模块104的第二输出端。

幅相检测芯片可用于比对第一待检信号与第二待检信号的相位，获得第一待检信号与第二待检信号的相位差，输出检测结果至处理器105。

在其中一个实施例中，图5为一实施方式的相位检测模块电路图，如图5所示，相位检测模块包括第一D触发器D1、第二D触发器D2、第三D触发器D3、第一与非门U7和第二与非门U8；

第一D触发器D1的时钟输入端clock连接第二D触发器D2的数据输入端D，第一D触发器D1的时钟输入端clock还连接第一信号处理模块102的输出端；第一D触发器D1的复位端reset连接第一与非门U7的一输入端，第一D触发器D1的复位端reset还连接第三D触发器D3的数据锁存反相输出端

；第一D触发器D1的数据锁存输出端Q连接第三D触发器D3的复位端reset；

第二D触发器D2的数据锁存输出端Q连接第一与非门U7的另一输入端；第二D触发器D2的数据锁存反相输出端

连接第二与非门U8的一输入端；

第三D触发器D3的时钟输入端clock连接第二信号处理模块103的输出端；第三D触发器D3的数据锁存输出端Q连接第二与非门U8的另一输入端；

第一与非门U7的输出端为相位检测模块104的第一输出端，第二与非门U8的输出端为相位检测模块104的第二输出端。

其中，根据第一D触发器D1、第二D触发器D2、第三D触发器D3、第一与非门U7和第二与非门U8的连接，在第一待检信号的相位超前于第二待检信号的相位时，第一与非门U7的输出端输出脉宽信号，第二与非门U8的输出端输出逻辑低电平信号；在第二待检信号的相位超前于第一待检信号的相位时，第二与非门U8的输出端输出脉宽信号，第一与非门U7的输出端输出逻辑低电平信号。其中，第一与非门U7的输出端的信号与第二与非门U8的输出端的信号即为检测结果。

作为一个较优的实施方式，第一与非门U7的输出端连接处理器105中一定时器，第二与非门U8的输出端均连接处理器105中另一定时器。

处理器105用于根据检测结果改变激励信号源中激励信号的频率。

在其中一个实施例中，处理器105输出PWM信号至激励信号源，以改变激励信号的频率。其中，处理器105根据检测结果调整PWM信号的频率，以调整激励信号的频率。

本发明实施例一方面提供了一种超声波换能器系统：

图6为一实施方式的超声波换能器系统模块结构图，如图6所示，一实施方式的超声波换能器系统激励信号源400、超声波换能器401以及频率控制电路；

超声波换能器401分别连接激励信号源400的第一输出端OUT_A和第二输出端OUT_B，以构成激励回路；

其中，激励信号源400用于接入外部供电，外部供电为激励信号源的原始信号。

在其中一个实施例中，如图6所示，激励信号源包括依次连接的整流电路、BUCK电路、全桥逆变器、高频变压器和电感调谐匹配电路；其中，整流电路用于接入外部供电；

电压采集模块100用于采集高频变压器的第一输出端和第二输出端间的电压；电流采集模块101用于采集高频变压器与超声波换能器间的电流，并将电流转换为比例电压信号；

处理器105连接全桥逆变器，用于根据检测结果改变全桥逆变器中交流电信号的频率。

在其中一个实施例中，处理器105用于向全桥逆变器输出控制信号，以改变全桥逆变器输出的交流电信号的频率。

频率控制电路包括电压采集模块100、电流采集模块101、第一信号处理模块102、第二信号处理模块103、相位检测模块104和处理器105；

电压采集模块100用于采集激励信号源400的第一输出端OUT_A和第二输出端OUT_B间的电压；电流采集模块101用于采集激励回路的电流，并将电流转换为比例电压信号；

第一信号处理模块102的第一输入端连接电压采集模块100的第一输出端VS_N，第一信号处理模块102的第二输入端连接电压采集模块100的第二输出端VS_P；第一信号处理模块102用于根据电压采集模块100采集到的电压输出第一待检信号；其中，第一待检信号与电压采集模块100采集到的电压相位相同；

第二信号处理模块103的第一输入端连接电流采集模块的第一输出端IS_N，第二信号处理模块103的第二输入端连接电流采集模块101的第二输出端IS_P；第二信号处理模块103用于根据比例电压信号输出第二待检信号；其中，第二待检信号与比例电压信号相位相同；

相位检测模块104的第一输入端连接第一信号处理模块102的输出端，相位检测模块104的第二输入端连接第二信号处理模块103的输出端；相位检测模块104的第一输出端V-I连接处理器105，相位检测模块104的第二输出端I-V连接处理器105；相位检测模块104用于根据第一待检信号和第二待检信号输出检测结果；

处理器105用于根据检测结果改变激励信号源400中激励信号的频率。

上述频率控制装置及超声波换能器系统，第一信号处理模块102通过将电压采集模块100采集到的信号输出第一待检信号，第二信号处理模块103通过将电流采集模块101采集到的电流输出第二待检信号，相位检测模块104根据第一待检信号和第二待检信号输出检测结果，以使处理器105根据检测结果改变激励信号源中激励信号的频率。其中，由于第一待检信号与电压相位相同，第二待检信号与电流相位相同，因此检测结果与电压电流的相位相关，在电压超前电流或电流超前电压时，根据对应的检测结果改变激励信号的频率，以降低固有频率与激励信号的频率的差异，保证超声波换能器工作在效率最高的工况下。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种频率控制电路，其特征在于，包括电压采集模块、电流采集模块、第一信号处理模块、第二信号处理模块、相位检测模块和处理器；

所述电压采集模块用于采集激励信号源的第一输出端和第二输出端间的电压；其中，超声波换能器分别连接所述激励信号源的第一输出端和第二输出端，以构成激励回路；

所述电流采集模块用于采集所述激励回路的电流，并将所述电流转换为比例电压信号；

所述第一信号处理模块的第一输入端连接所述电压采集模块的第一输出端，所述第一信号处理模块的第二输入端连接所述电压采集模块的第二输出端；所述第一信号处理模块用于根据所述电压输出第一待检信号；其中，所述第一待检信号与所述电压相位相同；

所述第二信号处理模块的第一输入端连接所述电流采集模块的第一输出端，所述第二信号处理模块的第二输入端连接所述电流采集模块的第二输出端；所述第二信号处理模块用于根据所述比例电压信号输出第二待检信号；其中，所述第二待检信号与所述电流相位相同；

所述相位检测模块的第一输入端连接所述第一信号处理模块的输出端，所述相位检测模块的第二输入端连接所述第二信号处理模块的输出端；所述相位检测模块的第一输出端连接所述处理器中一定时器，所述相位检测模块的第二输出端连接所述处理器中另一定时器；所述相位检测模块用于根据所述第一待检信号和所述第二待检信号输出检测结果；

所述处理器用于根据所述检测结果改变所述激励信号源中激励信号的频率。

2.根据权利要求1所述的频率控制电路，其特征在于，所述第一信号处理模块包括第一放大器、第一滤波器和第一过零比较器；

所述第一放大器的一输入端为所述第一信号处理模块的第一输入端，所述第一放大器的另一输入端为所述第一信号处理模块的第二输入端；所述第一放大器的输出端连接所述第一滤波器的输入端；所述第一滤波器的输出端连接所述第一过零比较器的输入端；所述第一过零比较器的输出端为所述第一信号处理模块的输出端。

3.根据权利要求1所述的频率控制电路，其特征在于，所述第二信号处理模块包括第二放大器、第二滤波器和第二过零比较器；

所述第二放大器的一输入端为所述第二信号处理模块的第一输入端，所述第二放大器的另一输入端为所述第二信号处理模块的第二输入端；所述第二放大器的输出端连接所述第二滤波器的输入端；所述第二滤波器的输出端连接所述第二过零比较器的输入端；所述第二过零比较器的输出端为所述第二信号处理模块的输出端。

4.根据权利要求1所述的频率控制电路，其特征在于，所述相位检测模块包括幅相检测芯片；

所述幅相检测芯片的一输入端为所述相位检测模块的第一输入端，所述幅相检测芯片的另一输入端为所述相位检测模块的第二输入端；

所述幅相检测芯片的一输出端为所述相位检测模块的第一输出端，所述幅相检测芯片的另一输出端为所述相位检测模块的第二输出端。

5.根据权利要求1所述的频率控制电路，其特征在于，所述相位检测模块包括第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第一与非门和第二与非门；

所述第一D触发器的时钟输入端连接所述第二D触发器的数据输入端，所述第一D触发器的时钟输入端还连接所述第一信号处理模块的输出端；所述第一D触发器的复位端连接所述第一与非门的一输入端，所述第一D触发器的复位端还连接所述第三D触发器的数据锁存反相输出端；所述第一D触发器的数据锁存输出端连接所述第三D触发器的复位端；

所述第二D触发器的数据锁存输出端连接所述第一与非门的另一输入端；所述第二D触发器的数据锁存反相输出端连接所述第二与非门的一输入端；

所述第三D触发器的时钟输入端连接所述第二信号处理模块的输出端；所述第三D触发器的数据锁存输出端连接所述第二与非门的另一输入端；

所述第一与非门的输出端为所述相位检测模块的第一输出端，所述第二与非门的输出端为所述相位检测模块的第二输出端。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的频率控制电路，其特征在于，所述电压采集模块包括初级线圈和次级线圈；

所述初级线圈的第一端连接所述激励信号源的第一输出端，所述初级线圈的第二端连接所述激励信号源的第二输出端；

所述次级线圈的第一端为所述电压采集模块的第一输出端，所述次级线圈的第二端为所述电压采集模块的第二输出端；

所述初级线圈的第一端与所述次级线圈的第一端为同名端。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的频率控制电路，其特征在于，所述电流采集模块包括感应线圈和采样电阻；

所述感应线圈与所述激励回路的线路平行设置；

所述感应线圈的第一端通过所述采样电阻连接所述感应线圈的第二端；

所述感应线圈的第一端为所述电流采集模块的第一输出端，所述感应线圈的第二端为所述电流采集模块的第二输出端。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的频率控制电路，其特征在于，所述处理器包括MCU。

9.一种超声波换能器系统，其特征在于，包括激励信号源、超声波换能器以及频率控制电路；

所述超声波换能器分别连接所述激励信号源的第一输出端和第二输出端，以构成激励回路；

所述频率控制电路包括电压采集模块、电流采集模块、第一信号处理模块、第二信号处理模块、相位检测模块和处理器；

所述电压采集模块用于采集所述激励信号源的第一输出端和第二输出端间的电压；所述电流采集模块用于采集所述激励回路的电流，并将所述电流转换为比例电压信号；

所述第一信号处理模块的第一输入端连接所述电压采集模块的第一输出端，所述第一信号处理模块的第二输入端连接所述电压采集模块的第二输出端；所述第一信号处理模块用于根据所述电压输出第一待检信号；其中，所述第一待检信号与所述电压相位相同；

所述第二信号处理模块的第一输入端连接所述电流采集模块的第一输出端，所述第二信号处理模块的第二输入端连接所述电流采集模块的第二输出端；所述第二信号处理模块用于根据所述比例电压信号输出第二待检信号；其中，所述第二待检信号与所述比例电压信号相位相同；

所述相位检测模块的第一输入端连接所述第一信号处理模块的输出端，所述相位检测模块的第二输入端连接所述第二信号处理模块的输出端；所述相位检测模块的第一输出端连接所述处理器中一定时器，所述相位检测模块的第二输出端连接所述处理器中另一定时器；所述相位检测模块用于根据所述第一待检信号和所述第二待检信号输出检测结果；

所述处理器用于根据所述检测结果改变所述激励信号源中激励信号的频率。

10.根据权利要求9所述的超声波换能器系统，其特征在于，所述激励信号源包括依次连接的整流电路、BUCK电路、全桥逆变器、高频变压器和电感调谐匹配电路；其中，所述整流电路用于接入外部供电；

所述电压采集模块用于采集所述高频变压器的第一输出端和第二输出端间的电压；所述电流采集模块用于采集所述高频变压器与所述超声波换能器间的电流，并将所述电流转换为比例电压信号；

所述处理器连接所述全桥逆变器，用于根据所述检测结果改变所述全桥逆变器中交流电信号的频率。

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