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  5. Precise Resonance Frequency Tracking Based on a DSP-Implemented Virtual Vector Voltmeter
 
  • Details
2024
Zweitveröffentlichung
Konferenzveröffentlichung
Postprint

Precise Resonance Frequency Tracking Based on a DSP-Implemented Virtual Vector Voltmeter

File(s)
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Hauptpublikation
2024-09-22__Dörsam_et_al_UFFC-JS_Resonance_Frequency_Tracking.pdf
Urheberrechtlich geschützt
Format: Adobe PDF
Size: 1.19 MB
TUDa URI
tuda/13759
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-300118
DOI
10.26083/tuprints-00030011
Autor:innen
Dörsam, Jan Helge ORCID 0000-0001-9807-6641
Suppelt, Sven ORCID 0000-0002-2338-9333
Bossert, Tobias
Altmann, Alexander A. ORCID 0000-0001-5299-3620
Hartmann, Claas ORCID 0000-0002-2501-8691
Haugwitz, Christoph ORCID 0000-0001-6756-9988
Schroedel, Yannick
Lang, Tino
Harth, Anne ORCID 0000-0003-0075-3371
Heyl, Christoph
Kupnik, Mario ORCID 0000-0003-2287-4481
Kurzbeschreibung (Abstract)

Maintaining the resonance frequency of high-power ultrasound transducers is essential for applications such as sonochemistry, acoustic levitation and acousto-optic manipulation. This work presents a method to achieve resonance frequency tracking using a digital signal processor (DSP) implemented virtual vector voltmeter (VVV) for accurate phase detection. The system integrates three subsystems: a DSP for signal generation and phase detection, a microcontroller for control algorithms, and a custom PCB for signal amplification and measurement. Phase detection accuracy was evaluated over target phases from -5° to +5° using two bolt-clamped Langevin transducers with resonant frequencies of 28 kHz and 40 kHz, respectively. A 50-minute long-term performance test with the 40 kHz transducer showed phase tracking errors within ±0.35°, with maximum phase measurement uncertainties of ±0.0229° at 28 kHz and ±0.0213° at 40 kHz. These results demonstrate the DSP-implemented VVV’s ability to maintain precise phase tracking and resonance frequency adjustment, ensuring optimal performance in various ultrasound applications.

Freie Schlagworte

Resonance frequency t...

ultrasound

phase-locked loop

digital signal proces...

virtual vector voltme...

bolt-clamped Langevin...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Mess- und Sensortechnik
DDC
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 621.3 Elektrotechnik, Elektronik
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Veranstaltungstitel
2024 IEEE Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Joint Symposium (UFFC-JS)
Veranstaltungsort
Taipei, Taiwan
Buchtitel
2024 IEEE Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Joint Symposium (UFFC-JS)
ISBN
979-8-3503-7190-1
ISSN
2375-0448
Verlag
IEEE
Ort der Erstveröffentlichung
Piscataway, NJ
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2024
Verlags-DOI
10.1109/UFFC-JS60046.2024.10793929
PPN
529670798
Zusätzliche Links (Organisation)
https://2024.ieee-uffc-js.org/

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