超聲相控陣檢測硬件系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、超聲相控技術(shù)具有掃查速度快、精度高和實時性好等優(yōu)點，成為近年來超聲檢測領(lǐng)域的一個研究熱點。本文旨在研制一臺具有32通道的超聲相控陣檢測硬件系統(tǒng)，并對相控陣關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗證。主要工作如下：
　　1.研究了超聲換能器陣列的指向性函數(shù)和相控陣系統(tǒng)的發(fā)射和接收聲束形成算法。提出了一種32通道超聲相控陣檢測硬件系統(tǒng)的設(shè)計方案。該設(shè)計方案采用模塊化設(shè)計方法，包括發(fā)射前端模塊、接收前端模塊、數(shù)字信號處理模塊、ARM后處理模塊、電源模塊等主要硬件

2、子系統(tǒng)。
　　2.完成了系統(tǒng)發(fā)射前端模塊、接收模塊、數(shù)字信號處理模塊、ARM后處理模塊的設(shè)計。采用HV748作為發(fā)射激勵器件和AD9273作為接收前端，使系統(tǒng)具有了較高的集成度；采用FPGA作為數(shù)字信號處理核心，使系統(tǒng)具有了強(qiáng)大的實時處理能力；采用ARM架構(gòu)處理器，使系統(tǒng)具有了良好的人機(jī)交互界面。在系統(tǒng)設(shè)計中采用了多項電磁兼容技術(shù)保證了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。
　　3.完成了電源系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計了單端反激式功率變換器,為發(fā)射前端提供

3、了大電流輸出的高壓電源；為FPGA和ARM子系統(tǒng)分別提供了核心電源和I/O電源。
　　4.給出了FPGA中的LVDS接口、CPU總線接口、發(fā)射延時模塊和接收聲束形成模塊的具體實現(xiàn)方案，實現(xiàn)了FPGA子系統(tǒng)的功能。
　　5.完成了系統(tǒng)各部分的原理圖與PCB設(shè)計、硬件電路焊接和調(diào)試工作。
　　所設(shè)計的硬件系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了系統(tǒng)軟-硬件的聯(lián)調(diào)，對標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行了成像實驗，取得了預(yù)計的成像結(jié)果。實驗結(jié)果表明，本硬件系統(tǒng)工作穩(wěn)定、性能