【正文】 reactor for water treatment and mechanism of parameter optimization (Approved ID: 10574038).With the worldwide water pollution being more and more serious, as a potential new technology, the technology of water treatment by ultrasonic aroused extensive attention because of its no secondary pollution. The paper which used ultrasonic treatment as the core technology, has planed and designed the ultrasonic water treatment system, some research of which are based on author’s and others previous work. The system has been divided into some subprojects in accordance with different technology fields. Ultrasonic power source has been designed and can output the most output power of 100W and adjustable, the frequency 200~500 kHz, the frequency can adjust step at about 1% of the working frequency. Through paring different theory analysis and experiments, class D power amplifier which made up of the signal circuit generated by CPLD and halfbridge driver IC is finally confirmed. The easy feasible tuning matching circuit has been designed to improve piezoelectric transducer efficiency. The author learns the embedded system which few members of team set foot in it. By various scheme demonstrated, Windows CE has been transplanted successfully as the core control part of the platform issue.There are eight chapters in the paper. The first chapter describes the importance of subject research direction。第七章選用并移植了嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE。第五章介紹了超聲換能器的調(diào)諧匹配設(shè)計(jì)。論文由八章組成。論文還設(shè)計(jì)了易于實(shí)現(xiàn)的調(diào)諧匹配電路，以提高功放驅(qū)動(dòng)壓電超聲換能器的效率。 論文實(shí)現(xiàn)用于超聲水處理的功率源，要求輸出電功率最大可達(dá)100W且可調(diào)，頻率可調(diào)范圍為200kHz～500kHz，頻率可調(diào)步進(jìn)為當(dāng)前工作頻率的1%。隨著世界范圍內(nèi)水污染現(xiàn)狀的日趨嚴(yán)重，超聲水處理技術(shù)作為一種無二次污染、極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦退幚砑夹g(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注。 III、進(jìn)度安排：第1周：定題，查閱資料，分析重難點(diǎn)； 第2周：整理規(guī)劃設(shè)計(jì)； 第3～4周：學(xué)習(xí)嵌入式Linux相關(guān)知識(shí)，移植嵌入式Liunx和數(shù)據(jù)庫SQLite； 第5周：學(xué)習(xí)并移植Windows CE，進(jìn)行串口軟件開發(fā)； 第6周：設(shè)計(jì)基于PLL的倍頻電路； 第7周：編寫基于PLL的倍頻電路程序和相關(guān)實(shí)驗(yàn)； 第8周：學(xué)習(xí)阻抗匹配的理論知識(shí)； 第9周：設(shè)計(jì)匹配電路； 第10周：設(shè)計(jì)基于DDS波形發(fā)生電路的； 第11周：設(shè)計(jì)基于CPLD波形發(fā)生電路的； 第12周：設(shè)計(jì)基于MOS驅(qū)動(dòng)芯片和脈沖變壓器的功率放大器電路； 第13周：設(shè)計(jì)基于半橋驅(qū)動(dòng)芯片的功率放大器電路； 第14周：整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，搭建論文框架； 第15～16周：總結(jié)并撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。 本設(shè)計(jì)中，多為模塊化的設(shè)計(jì)和對(duì)比，整個(gè)設(shè)計(jì)牽涉到了ATMEGA16單片機(jī)、CPLD、ARMDDS、MOS管驅(qū)動(dòng)芯片等多種集成IC。 本課題及其子課題需要涉及傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)、超聲流量檢測(cè)、大功率超聲換能器驅(qū)動(dòng)、嵌入式軟件開發(fā)等眾多技術(shù)領(lǐng)域。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文課題名稱 超聲水處理系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究 學(xué)生姓名 李 響 學(xué)號(hào) 20062304 專業(yè)名稱 電子信息工程 指導(dǎo)教師姓名 朱昌平 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 工學(xué)學(xué)士 學(xué)位授予單位 河海大學(xué) 論文提交日期 2010年6月 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院（常州）河海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 超聲水處理系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究 II、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容（從綜合運(yùn)用知識(shí)、研究方案的設(shè)計(jì)、研究方法和手段的運(yùn)用、應(yīng)用文獻(xiàn)資料、數(shù)據(jù)分析處理、圖紙質(zhì)量、技術(shù)或觀點(diǎn)創(chuàng)新等方面詳細(xì)說明）： 本文從可行性的角度出發(fā)對(duì)超聲水處理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)水質(zhì)檢測(cè)到污水處理，無線數(shù)據(jù)收集到依賴因特網(wǎng)信息發(fā)布的功能。課題可分解為流量監(jiān)測(cè)裝置、水質(zhì)檢測(cè)裝置、污水處理裝置、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)核心控制系統(tǒng)以及WEB服務(wù)器等子課題進(jìn)行研究和開發(fā)。根據(jù)課題研究的側(cè)重性，本文將對(duì)大功率超聲換能器驅(qū)動(dòng)部分所涉及頻率合成、功率放大器、換能器調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)核心控制系統(tǒng)所涉及的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)展開重點(diǎn)研究。內(nèi)容涵蓋了數(shù)字電路、模擬電路、EDA技術(shù)、.NET編程以及單片機(jī)等多門課程，是對(duì)大學(xué)本科所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和檢驗(yàn)。 IV、主要參考資料： [1].馮若，超聲手冊(cè)，南京大學(xué)出版社[2].鈴木雅臣，晶體管電路設(shè)計(jì)，科學(xué)出版社[3]. Mark ，電磁兼容和印刷電路板理論、設(shè)計(jì)和布線，人民郵電出版社出版社[4].郭建中，林書玉，郭勇亮，壓電換能器匹配電路的優(yōu)化[5].邱小平，Windows CE6開發(fā)經(jīng)典，電子工業(yè)出版社 指導(dǎo)教師： 朱昌平 ， 2010 年 6 月 9 日學(xué)生姓名： 李 響 ，專業(yè)年級(jí)： 06級(jí)電子信息工程 系負(fù)責(zé)人審核意見（從選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、是否結(jié)合科研或工程實(shí)際、綜合訓(xùn)練程度、內(nèi)容難度及工作量等方面加以審核）： 系負(fù)責(zé)人： ， 年 月 日摘 要本課題來源于國家自然科技基金項(xiàng)目：超聲、臭氧、紫外協(xié)同處理廢水的機(jī)理與參數(shù)優(yōu)化研究(批準(zhǔn)編號(hào)：10974044)和超聲水處理反應(yīng)器的參數(shù)優(yōu)化及機(jī)理研究（批準(zhǔn)編號(hào)：10574038）。本文以超聲水處理為最核心技術(shù)，基于作者所在課題組的前期工作，對(duì)超聲水處理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，并根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域的不同將其分解若干子題目。本文通過多種設(shè)計(jì)方案的理論分析和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，最終確定了采用CPLD的波形產(chǎn)生電路和半橋驅(qū)動(dòng)芯片組成的D類功放為設(shè)計(jì)方案。論文兼顧作者所在畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)涉足較少的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，通過多種方案論證研究，確定采用Windows CE作為課題核心控制部分的平臺(tái)，并完成了該操作系統(tǒng)的移植。第一章闡述了課題研究方向的重要性，第二章介紹了課題的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，提出了課題關(guān)鍵技術(shù)，第三章、第四章分別設(shè)計(jì)了多種超聲功率源的信號(hào)產(chǎn)生電路和功率放大器電路，并通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出各自的特點(diǎn)。第六章針對(duì)印刷電路板中的干擾問題，用電磁兼容(EMC)理論分析了導(dǎo)致不穩(wěn)定的原因，并在實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)了干擾的處理方法。第八章，總結(jié)了設(shè)計(jì)過程中的心得體會(huì)，并對(duì)系統(tǒng)的功能拓展進(jìn)行了展望。 the second chapter introduces the subject general planning and puts forward some key technology. Chapter III, IV design various signal generated circuits of ultrasonic power source and power amplified circuits respectively and summarize their own characteristics by experiments. Chapter V introduces the tuning match design of ultrasonic transducer. Chapter VI analyzes the problem about printed circuit board in the interference by EMC (electromagnetic patibility) theory and summarizes methods of interference treatment based on practice. Chapter VII transplants the embedded system Windows CE. Chapter VIII summarizes the experience during the designing process and puts forward the extension to the system.【Key words】Ultrasonic wastewater treatment。 Impedance matching。 Embedded System目 錄第一章 緒論 1 第一節(jié) 國內(nèi)水污染狀況及治理 1 第二節(jié) 課題簡(jiǎn)介 2 一、課題來源與背景 2 二、課題的主要工作 3 第二章 超聲水處理系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì) 4 第一節(jié) 總體設(shè)計(jì)規(guī)劃 4 第二節(jié) 課題子題目分解 5 一、流量測(cè)量裝置設(shè)計(jì) 5 二、無線水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì) 6 三、污水處理裝置設(shè)計(jì) 6 四、控制中心設(shè)計(jì) 7 五、控制室其他電子設(shè)備設(shè)計(jì) 8 第三節(jié) 關(guān)鍵及核心技術(shù) 8 第三章 超聲功率源波形發(fā)生器設(shè)計(jì) 10 第一節(jié) 波形參數(shù)和設(shè)計(jì)難點(diǎn) 10 第二節(jié) 單片機(jī)及倍頻電路設(shè)計(jì)方案 10 一、鎖相環(huán)原理及倍頻電路分析 12 二、基于鎖相環(huán)74HC4046倍頻電路硬件設(shè)計(jì) 14 三、基于鎖相環(huán)74HC4046倍頻電路軟件設(shè)計(jì) 16 第三節(jié) 單片機(jī)及DDS設(shè)計(jì)方案 17 一、 DDS原理 17 二、基于AD9850電路硬件設(shè)計(jì) 18 三、基于AD9850電路軟件設(shè)計(jì) 20 第四節(jié) CPLD