超声相控阵检测技术用多个压电阵元组成换能器阵列，通过控制各个阵元收发超声波信号的延时和幅度来实现波束的聚焦和偏转，对机械结构及零部件损伤进行全方位和多角度的探测，从而获得一定视场范围内高分辨率和高信噪比的超声成像。超声相控阵检测技术近年来已成为国际上无损检测界的研究热点，而在国内尚处于起步阶段。本文对超声相控接收系统的相关技术进行了研究。　　 在超声相控阵检测系统中需按照一定的延迟接收各个阵元的回波信号以合成超声波束，因此如何精确地实现延迟是接收系统的关键技术之一。通常的做法是用上位机完成延时算法的分析，控制下位机中A/D的采样时刻实现延时，延时精度受到限制，且系统集成度低，成本高。本文基于FPGA平台使用Verilog构建了超声相控阵回波信号的数据处理与传输的实验平台，实现了高精度延时与信号控制的片上集成。　　 在研究推导了超声相控阵接收系统多通道相位延迟公式的基础上，本文提出基于多速率数字信号处理的延时方法，通过信号插值提高系统的时间分辨率，实现回波信号高精度延时，降低了对A/D采样时刻的精度控制要求，提高了多通道信号的一致性，同时便于大规模集成。由于信号插值会增加系统数据量，为降低对系统硬件资源的消耗，需要对插值后的数据进行抽取。此外，通过加入多个缓冲模块的设计方案，保证外围器件如A/D、UART等有充分的时间处理数据。　　 超声相控阵接收系统与上位机之间使用UART接口进行数据传输，同时上位机可以使用UART配置接收系统中的寄存器，方便实现各种模块的参数重配置。　　 最后设计和实施了相关的验证性试验。实验结果表明，与理论数据相比，硬件实现的延时值误差小于1.5％，平均小于1ns。受限于FPGA系统最高时钟，延时精度约为2ns。硬件实现幅值与回波理论幅值差距小于0.4dB，满足设计要求。在单片FPGA上实现了高精度延时算法模块、数据存储、数据传输及参数配置等功能，极大提高了系统的集成度，增强了系统的灵活性。