超聲相控陣換能器陣列延時電路設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和材料工藝等技術(shù)的發(fā)展，相控陣檢測開始大量應(yīng)用在工業(yè)無損檢測中。由于相控陣聲束聚焦可以由軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)，不需要復(fù)雜的自動控制設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)換，聲束聚焦可以靈活控制，而且聚焦點(diǎn)的聲波是由多路通道超聲波相干疊加形成的，抗干擾性能很強(qiáng)，使得其應(yīng)用前景十分廣闊。相控陣聚焦是超聲波檢測的關(guān)鍵技術(shù)，決定了波束聚焦的質(zhì)量和檢測分辨能力，是相控陣技術(shù)的重點(diǎn)研究方向，因此有重要的意義。本文設(shè)計了延遲電路，實(shí)現(xiàn)換能器陣列的算法，完

2、成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并對信號進(jìn)行了分析處理。
　　首先在詳細(xì)調(diào)研了國內(nèi)外已有超聲相控陣技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合列車構(gòu)件外形尺寸的測量的無損檢測要求，采用了幾何相位方法，設(shè)計了相控陣換能器系統(tǒng)的總體方案，包括系統(tǒng)的外形結(jié)構(gòu)、硬件控制電路方案和總體數(shù)據(jù)處理流程。根據(jù)硬件電路方案完成了電路的各個模塊設(shè)計和調(diào)試，包括：電源模塊、FPGA外圍電路與配置電路、精細(xì)延遲電路、功率放大電路、功率匹配電路、聲波接收電路和信號處理模塊等。
　　其次利用FPG

3、A和高精度延遲線芯片設(shè)計了超聲相控陣聚焦功能模塊，實(shí)現(xiàn)了相控陣聚焦算法。在FPGA方面，設(shè)計了電路各通道的粗延遲功能，并完成了相應(yīng)的邏輯控制功能。在精延遲方面，結(jié)合上位機(jī)的計算功能，完成了相控陣電路的精細(xì)延遲功能，提高了延遲的精度。設(shè)計完成了功率放大電路，實(shí)現(xiàn)電壓放大和功率放大，激勵換能器產(chǎn)生超聲波。
　　最后，在MATLAB環(huán)境下對相控陣聚焦算法進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，理清了各要素之間的關(guān)系。搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在硬件電路上對聚焦算法進(jìn)行了