超聲波探傷系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)-飛泰

電源電路設(shè)計(jì)

電源的穩(wěn)定性和可靠性對系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。超聲波探傷系統(tǒng)的各種硬件設(shè)備很多，電源部分需要為不同的設(shè)備提供相應(yīng)的電源支持。探傷系統(tǒng)采用鋰電池供電，輸入電源電壓為 14.4V，經(jīng)過電源模塊產(chǎn)生 12V，-12V，5V，3.3V，1.8V，2.5V 和 1.2V。其中 12V，-12V 和 5V 用于模擬電路供電，3.3V 和 1.8V 用于 ARM 子系統(tǒng)供電，3.3V、2.5V 和 1.2V 用于 FPGA 子系統(tǒng)供電。為了降低功耗，電源部分的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮節(jié)約能耗。電源部分的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮降低電平噪聲，減少電平噪聲對回波信號的污染。

模擬電路設(shè)計(jì)

模擬電路部分主要包括：高壓生成電路、超聲波觸發(fā)電路、壓控增益放大電路、寬帶模擬濾波電路和模擬信號處理電路。模擬電路部分的任務(wù)是產(chǎn)生高壓觸發(fā)探頭發(fā)射超聲波信號并從探頭接收回波信號，將微弱的超聲波回波信號不失真地放大，然后送到高速數(shù)據(jù)采集和處理模塊。本系統(tǒng)的壓控增益放大電路由三級 AD603 芯片組成，使用 12bit 的 DAC 芯片 MAX508 進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)增益范圍為 0～110dB。

探傷系統(tǒng)系統(tǒng)中超聲波探頭的工作模式有寬帶和窄帶兩種。在寬帶模式下，探頭的工作頻率范圍為 0.2~20MHz；在窄帶模式下，其常用的工作中心頻率為 1、2.5、5、10MHz。模擬電路部分設(shè)計(jì)了五組模擬濾波器，包括一組寬帶濾波器，帶寬為 0.2～20MHz；四組窄帶濾波器，帶寬分別為 0.8～1.2MHz，2～3MHz，4～6MHz，9～11MHz，其中心頻率分別對應(yīng)四種常用探頭的中心頻率。系統(tǒng)使用可控模擬開關(guān)由上層軟件控制實(shí)現(xiàn)模擬濾波器的切換。

模擬電路的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，決定著噪聲水平能否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、增益范圍和工作頻率能否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。