基于FPGA的超聲相控陣控制系統(tǒng)研究.pdf

1、超聲相控陣作為無損檢測(cè)技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于航空、交通、軍事、醫(yī)療等工業(yè)領(lǐng)域。超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)效率高、可靠性強(qiáng)、檢測(cè)結(jié)果可視化、實(shí)時(shí)性好以及操作方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，逐漸發(fā)展為國(guó)內(nèi)外無損檢測(cè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)技術(shù)。
　　本文針對(duì)基于FPGA的超聲相控陣控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的研究。首先，闡述超聲波的物理和傳播特性，探討超聲聲場(chǎng)的基本性質(zhì)，分析陣元間距和延時(shí)精度對(duì)超聲檢測(cè)分辨率的影響。隨后，詳細(xì)介紹超聲相控陣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，具體包括

2、核心器件FPGA、激勵(lì)發(fā)射、隔離限幅、采集接收、回波緩存、電源系統(tǒng)以及FPGA配置等相關(guān)電路設(shè)計(jì)，并完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)基于FPGA的粗細(xì)延時(shí)發(fā)射模塊、LVDS信號(hào)接口、LVDS信號(hào)數(shù)據(jù)串轉(zhuǎn)并模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、波束合成模塊以及SPI通信模塊等功能模塊，并分別對(duì)各個(gè)模塊的功能和時(shí)序進(jìn)行仿真和驗(yàn)證。
　　然后，搭建超聲相控陣硬件系統(tǒng)，并對(duì)供電系統(tǒng)電路、發(fā)射電路、限幅隔離以及接收電路進(jìn)行調(diào)試。進(jìn)而，對(duì)超聲相控陣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際探傷