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超声相控阵（Ultrasonic PhasedArray, UPA）检测技术利用多个不同形状的阵元换能器发射和接收超声波束，通过改变各激发（或接收）阵元信号的延时时间，从而控制声波到达（或来自）构件内损伤的相位关系，进而实现声束方向和焦点的变化，最后利用电子扫描为主，机械扫描为辅的方法实现构件内损伤成像，具有检测灵活性高，可动态聚焦、检测复杂形状物体中的损伤，对缺陷定位精准等优点在工业无损检测领域越发显示出其优越性。然而，现有的UPA检测设备通常是利用单芯片制作单通道再扩展成多通道系统，造成系统庞大不易携带，集成度低，维护困难等诸多不便。 本文基于FPGA(Field Programmable Gate Array)片上系统技术，系统性地设计时序控制模块与延时算法模块（该系统采取粗延时加细延时配合的方案对发射进行延时，达到延时值精确任意可调），选用ADI公司最新推出的AD9106(该芯片为高性能，高集成度的四通道数模转换器，单芯片尺寸仅有5mm×5mm)构建UPA发射系统，该系统采用SPI总线，极大的减少了数据总线，地址总线和控制总线，释放了片上系统的I/O端口资源。同时配套设计制作高速发射/接收切换开关，从而实现多阵元的自发自收，极大地降低系统中发射和接收硬件模块的复杂性和外形尺寸，同时抑制激发模块的高压发送脉冲。最终研制成功了单板尺寸仅有20cm×12cm的32通道UPA激发系统。此UPA发射系统具有集成度高、抗干扰能力强、精度高、功耗低、安全性高等诸多优点。 最后基于自制的32通道UPA激发系统和构建的FPGA片上控制系统为平台进行一系列的性能实验验证。实验结果证实，该系统可配置为任意复杂波形发射;激发系统的最高发射信号频率可达到7.03MHz(商用OLYMPUS DMTA041 UPA仪器的工作频率为5 MHz)，有望检测金属中缺陷的最小尺度为0.1mm;激发信号峰峰值可在2V～20V可调;经大量实验数据分析该激发系统信号非线性失真系数低于0.02％;基于系统150MHzD/A转换时钟粗延时分辨率可达6.67ns，基于数字相位差细延时，相位分辨率可达0.0021。同时配套设计制作高速发射/接收切换开关能够很好的完成阵元自发自收，抑制发射端的高压脉冲，大幅值被钳位在峰峰值1.75V，起到了非常好的保护接收端电路的作用。基于该系统可以扩展至64-128乃至更多通道，可构建大规模UPA发射系统。