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随着超声传感器阵列检测技术的不断发展，各种新的传感器形式及检测方法不断涌现。但受到现有实验条件的制约，导致传感器阵列的实验过程繁杂低效，无法满足研究工作及工程应用的需求。 本文立足于研制一套高频多通道超声检测系统，针对研究工作的实际需求，分别设计了多通道高频超声激励系统和多通道高速同步信号采集系统。并从设计指标分析、电路设计、程序设计、性能测试和实验测试等方面开展研究工作，主要内容包括: (1)分析不同类型传感器的性能指标及检测方法对实验设备的需求，提出了系统的主要设计参数:包括16个检测通道，每个通道的激励频率为100kHz～25MHz，采样率为250MS/s;根据设计指标确定了模块化的系统设计思路与设计架构;分析了设计工作存在的技术难点，并提出了相应的解决思路。 (2)基于FPGA设计了16通道高频超声激励系统，能够输出双极性多周期脉冲信号，最高频率可达到22.73MHz。实现了多通道同步或延时激励，延时控制分辨率为5ns，最大系统误差为1.458ns。 (3)以FPGA为主控单元，结合多通道压控增益放大器和双通道高速ADC，设计了16通道、250MS/s高速同步信号采集系统。对高速数字信号传输线及高频时钟传输线进行了信号完整性仿真分析，确定了最佳的PCB设计参数。通过测试修正了系统误差，使每个采集通道均具有较高的采样精度和信噪比。 (4)通过双通道超声显微成像和超声传感器阵列全聚焦成像实验，测试了系统在实际检测中的工作性能。检测结果成像清晰，缺陷定位准确，表明系统检测效率高，具有很强的工程实用价值。