针对传统化学电池供电出现的缺陷，采集环境中的能量代替传统电池为低功耗器件供电变为可能。环境中的振动能量具有广泛性、易转换性等特点，压电式振动能量采集方式以其结构简单、转换效率高等特点适用于不同环境下振动能量的采集。本文对压电式宽频振动能量高效采集技术进行了研究。
　　本文提出了一种无传感器可主动自调谐的压电俘能器（AST-PEH），该俘能器装置主要由压电悬臂梁、T型质量块、丝杆、微型步进电机和能量采集与控制电路（EHCC）组成。通过检测AST-PEH的谐振状态，利用步进电机调节T型质量块的位置，使得AST-PEH与环境共振，拓宽俘能器的工作频率。对AST-PEH进行动力学分析后，构建了俘能器谐振频率函数表达式。接着利用ANSYS、MATLAB软件完成了仿真验证。测试了钢和聚乳酸两种不同基底材料俘能器样机的宽频特性，并对前者进行了负载功率测试。实验结果显示，两种材料的俘能器样机的工作频率范围分别为4.8Hz~6.3Hz和8.17Hz~14.3Hz，频率拓宽率分别为31.25%和75%。在加速度为0.32g、外界频率为6.3Hz、负载为100K?时，钢基底材料的AST-PEH的最大测试输出功率为0.32mW。
　　设计能量采集与控制电路（EHCC）。提出了一种不需要附加传感器就可以动态在线检测压电俘能器谐振状态的新方法和新电路。根据理论分析，推导出压电片（PZT）的开路电压信号（OCVS）与短路电流信号（SCCS）之间的相位差关系表达式，只需测量OCVS和SCCS的相位差，即可判断俘能器的谐振状态，并检测出压电俘能器的谐振频率与当前环境振动激励频率之间的偏差。测试结果显示，该电路可完成自调谐以及能量采集的目的，在AST-PEH处于共振状态5.2Hz，PZT开路电压为9.5V时的提取功率为0.36mW,提取效率为84.8%。
　　对AST-PEH进行了供能特性测试，以环境温湿度数据的检测与传输为例。结果显示，系统的最低待机功耗为2.64μW，当电机的工作时间占比为0.2%时，调节T型质量块位置时耗能为8.5mW，耗散功率为0.3μW。以测试时的最大提取功率为0.36mW来分析，可得结论：系统的能量采集效率是高效的，所设计的俘能器完全可以满足低功耗无线传感网络（WSN）模块的供电要求。