基于DSP和FPGA的实时数字化超声探伤系统设计

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  首先,针对传统超声探伤系统激励脉冲可调参数单一和系统实时性差的缺陷,设计了超声探伤系统硬件电路。根据超声探伤系统功能需求对硬件电路进行了模块划分,并详细设计了具有激励脉冲可调功能的超声波发射电路、具有程控增益和多采样率调节功能的回波接收模块电路、具有高速数据传输和回波信号处理功能的实时通信处理模块电路,确定了超声探伤系统的硬件电路和软件接口。
  其次,针对实现超声探伤系统硬件电路相应参数调节、通信和回波信号预处理的问题,设计了超声探伤系统的软件程序。根据系统硬件电路需要实现的功能详细设计了激励脉冲参数调节功能的超声波发射模块控制逻辑、增益以及采样频率调节功能的回波接收模块采集控制逻辑、高速通信和数字滤波功能的DSP软件程序、具有高速数据传输功能的FPGA与DSP通信逻辑和USB2.0通信程序,进而开发用于波形显示和系统控制功能的上位机交互软件。
  最后,设计并生产系统印制电路板(PCB),完成了超声探伤系统研制。通过示波器对系统激励脉冲的调节功能进行性能测试,通过上位机交互软件对增益和采样频率的调节功能进行性能测试。搭建了实验平台,对模拟缺陷试件进行了超声探伤检测实验,通过上位交互软件采集和显示包含缺陷信息的超声回波信号,完成了实验过程和实验分析。
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