光纤声发射技术是目前无损检测提出的一种先进的技术方法,它具有频带宽,不受电磁干扰,灵敏度高,体积小等优点,必将成为无损检测技术的新发展方向。在实际检测中,为定位声发射源,本设计需要同时采集多个通道的声发射信号用来进行分析处理,这就产生了大量的实时数据,如何实现高性能的高速数据采集系统成为必须解决的问题。 本文设计的基于PCI总线的高速数据采集系统很好的解决了这个问题。本系统主要由信号采集处理模块和数据传输存储模块两部分组成。信号采集处理模块采集声发射信号,对其进行调理、AD转换成计算机可以处理的数字信号。数据存储传输模块采用PCI总线和FIFO数据存储器对大量的数据进行连续存储传输,保证数据的准确完整。 在设计信号采集处理模块时,对声发射信号的特性进行了分析论证,根据具体要求,提出了模块的总体结构。设计了光电转换电路、放大电路、滤波电路、AD转换电路等。此外,分析了放大电路、滤波电路、AD转换电路等环节,给出了参数计算和元件选择的方法。 设计数据传输存储模块时,在对PCI总线协议进行深入了解的基础上,提出了基于PCI9054总线控制器、FIFO数据存储器和CPLD的数据传输方案。并实现了这个模块的硬件电路的设计和驱动程序的开发。 最后,在进行理论设计的基础上,对高速数据采集系统的各组成模块进行了实际制作。在对信号采集处理模块与数据传输存储模块分开调试无误、工作稳定后,将两模块联在一起进行调试、测试实验结果,对设计进行实验验证并给出波形。实验证明,本文所设计的高速数据采集系统具有高的可靠性和良好的性能。 本文研究内容是国家自然科学基金课题(50275125)和航空科学基金课题(04I53068)资助项目。