資源描述：
《超聲相控陣成像系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號：TP391論文編號：102870416-S043學(xué)科分類號：081001碩士學(xué)位論文超聲相控陣成像系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究研究生姓名吳朕學(xué)科、專業(yè)通信與信息系統(tǒng)研究方向數(shù)字通信指導(dǎo)教師徐大專教授南京航空航天大學(xué)研究生院電子信息工程學(xué)院二О一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResearchonDesignTechnologyofUltrasonicPhas
2、edArrayImagingSystemAThesisinCommunicationandInformationSystemByWuZhenAdvisedbyProf.XuDazhuanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2015承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得
3、南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要超聲相控陣技術(shù)具有檢測結(jié)果直觀、可靠、檢測效率高等優(yōu)點，是目前無損檢測領(lǐng)域的一個研究熱點。本文旨在采用模塊化的設(shè)計，研制一臺多通道、可擴(kuò)展的超聲相控陣成像系統(tǒng)，并在硬件系統(tǒng)實現(xiàn)和驗證相控陣發(fā)射、接收波束形成算法。主要工作如下：1.研究了超聲相控陣發(fā)射和接收的基本原理、超聲成
4、像的三個關(guān)鍵性能指標(biāo)及其主要影響因素。分析了發(fā)射延時精度對合成波束的影響。研究了動態(tài)聚焦、編碼激勵以及正交包絡(luò)檢波算法在超聲成像中的應(yīng)用和性能影響。2.提出了多通道超聲相控陣成像系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，主要由控制板卡、發(fā)射板卡、接收板卡以及底板組成，增加相應(yīng)的板卡就可以擴(kuò)展相應(yīng)的功能模塊。采用HV7350產(chǎn)生高壓脈沖激勵和AD9273作為超聲回波接收的模擬前端，提高了系統(tǒng)的集成度；采用USB2.0接口完成了硬件系統(tǒng)與PC間的數(shù)據(jù)通信；采用FPGA實現(xiàn)各模塊的邏輯控制和數(shù)據(jù)處理。3.完成了發(fā)射波束和接收波束形成的FPGA實現(xiàn)和驗證
5、，主要包括了2.5ns延時精度的發(fā)射模塊、高速串行信號解串器、基于資源復(fù)用的匹配濾波模塊、動態(tài)聚焦延時參數(shù)計算和線性插值模塊，其中高速串行信號解串器主要利用FPGA中的SelectIO資源完成。4.完成了超聲相控陣成像系統(tǒng)各模塊的原理圖和PCB的設(shè)計，各電路板卡的焊接、調(diào)試，經(jīng)過測試各模塊都可以正常工作。完成了AD9273與FPGA之間高速串行接口的調(diào)試，實現(xiàn)了600Mbps串行LVDS信號的解串恢復(fù)。完成了控制板卡與上位機(jī)之間USB2.0接口的通信調(diào)試。完成了相控陣成像算法的硬件實現(xiàn)，并在硬件系統(tǒng)進(jìn)行了板級測試。關(guān)鍵詞：超聲相控陣成像，波束形
6、成，編碼激勵，高速接口設(shè)計，F(xiàn)PGAI超聲相控陣成像系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究ABSTRACTUltrasonicphasedarray(UPA)technologyhastheadvantagesofintuitiveandreliabledetectionresults,andhighefficiencyofdetection,soitisaresearchhotspotinthefieldofnondestructivetesting.Inthispaper,amulti-channelandextensibleUPAimagingsystemis
7、designedanditisbasedonmodularizeddesign.Transmitandreceivebeamformingalgorithmisimplementedandverifiedinthehardwaresystem.Themainworkislistedasfollows:1.StudiedthebasicprincipleofUPAtransmissionandreceiving,andthreekeyperformanceindexesofultrasonicimagingwiththeirmaininfluen
8、cingfactors.Theinfluenceofthetransmissiondelayprecisiononthebeamformingisan
