超聲波探傷系統電路設計-飛泰

電源電路設計

電源的穩定性和可靠性對系統的正常運行至關重要。超聲波探傷系統的各種硬件設備很多，電源部分需要為不同的設備提供相應的電源支持。探傷系統采用鋰電池供電，輸入電源電壓為 14.4V，經過電源模塊產生 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 子系統供電，3.3V、2.5V 和 1.2V 用于 FPGA 子系統供電。為了降低功耗，電源部分的設計應充分考慮節約能耗。電源部分的設計還應考慮降低電平噪聲，減少電平噪聲對回波信號的污染。

模擬電路設計

模擬電路部分主要包括：高壓生成電路、超聲波觸發電路、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是產生高壓觸發探頭發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，然后送到高速數據采集和處理模塊。本系統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 進行控制，實現增益范圍為 0～110dB。

探傷系統系統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。模擬電路部分設計了五組模擬濾波器，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四種常用探頭的中心頻率。系統使用可控模擬開關由上層軟件控制實現模擬濾波器的切換。

模擬電路的設計非常關鍵，決定著噪聲水平能否滿足系統設計要求、增益范圍和工作頻率能否達到設計指標。