基于FPGA的超聲檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、超聲波以其穿透能力強，方向性好，易于獲得較集中的聲能，對檢測物質(zhì)及人體都沒有傷害等特性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，醫(yī)學，軍事等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)以及現(xiàn)代信號處理理論的發(fā)展，利用超聲波結(jié)合電子技術(shù)，現(xiàn)代信號處理技術(shù)精確檢測各種物理量得到了進一步的發(fā)展，不斷的拓寬超聲應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用深度。從應(yīng)用目的來看，超聲應(yīng)用可分為功率超聲及檢測超聲，本文對高精度、智能化的檢測超聲技術(shù)進行了一定的研究與探索，詳細介紹了一種基于Altera公司的高端FPGA

2、芯片Stratix EP2S180的檢測超聲系統(tǒng)的設(shè)計原理及硬件實現(xiàn)。
　　 本文首先介紹了檢測超聲和功率超聲在各個領(lǐng)域的應(yīng)用概況以及檢測超聲的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，課題的研究背景及意義。接著對檢測超聲的關(guān)鍵技術(shù)之一--超聲波渡越時間的精確測量進行了研究。提出了一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)對超聲接收信號進行鎖相，進而求出超聲收發(fā)信號相位差，從而精確求出超聲波的渡越時間的方法。在SIMULINK環(huán)境中構(gòu)建系統(tǒng)模型并進行仿真驗證，仿真結(jié)果表明，系

3、統(tǒng)主要性能指標均達到了設(shè)計要求，對超聲波渡越時間的測量具有較高的精度和可靠性。
　　 論文的第三章給出了整個系統(tǒng)的總體方案描述，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了各個模塊具體的硬件電路，詳細介紹了超聲波發(fā)射驅(qū)動電路，接收調(diào)理電路，F(xiàn)PGA平臺以及超聲波開發(fā)板的電源電路設(shè)計。第四章則詳細的介紹了系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)平臺QuartusⅡ和各個組成部分的軟件設(shè)計流程及FPGA實現(xiàn)。論文設(shè)計的檢測超聲系統(tǒng)利用全數(shù)字鎖相環(huán)對超聲接收信號進行鎖相處理，采用相