超聲相控陣收發(fā)電路設計與關鍵技術研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，各類設備、材料日趨復雜，所要面對的工作環(huán)境等也發(fā)生了變化，對無損檢測提出了許多新的要求。超聲相控陣以其獨有的特點和優(yōu)勢開始擔負起更多地檢測任務，逐漸在無損檢測領域占據(jù)重要地位，成為了研究的熱點，這是無損檢測發(fā)展的一種必然趨勢。
　　本文完成了超聲相控陣設備的硬件設計，解決了高頻收發(fā)電路設計中的關鍵問題，提高了相控陣延時控制的精度，所完成的原理樣機在檢測實驗中取得了成功。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

2、　　學習了聲學、超聲探傷和相控陣技術的原理知識，研究了超聲收發(fā)電路設計方式、高速電路設計原則和微弱信號提取方法，確定了以上位計算機、數(shù)字控制電路和收發(fā)電路三部分組成的研制方案。
　　研究了高速數(shù)字邏輯電路設計方法，設計并完成了基于單片低成本 FPGA的高精度相控陣控制電路。根據(jù)所使用FPGA的自身特性，提出了基于鎖相環(huán)技術的延時控制電路設計方法。該方法在兼顧集成度的同時，利用50MHz的時鐘輸入，實現(xiàn)了1ns的延時精度。為實現(xiàn)系統(tǒng)

3、的智能化、高效化，還設計了以NIOS II處理器為核心的嵌入式處理系統(tǒng)，使設備工作參數(shù)可被實時重配置。
　　設計完成了16路相控陣收發(fā)電路，克服了高壓、高頻信號所帶來的不利影響，實現(xiàn)了對mv級缺陷回波信號的提取。經(jīng)過多次反復選型、實驗和改進，確定了以ISL55110為驅(qū)動的超聲發(fā)射電路，解決了發(fā)射電路對高頻、高壓的需求。二極管橋路被引入到限幅電路中，解決了高頻大信號的限幅問題，又保證微弱信號得到良好保存。同時，為了與數(shù)字控制電路相