一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法及其系统，利用累加计数方法独立发生若干梯形波信号分量，而后进行叠加形成脉冲信号，具体为：将脉冲激励信号分解为若干正弦波，进一步各正弦波分解为若干梯形波分量，分别确定各梯形波分量的累加步进、幅值、初始值等基本参数；再利用累加器按累加步进进行不断累加，超出上限时舍弃高位，保留余数；数据累加过程分为6个阶段，将数据按阶段变换为梯形波数据；各梯形波分量叠加得到所需超声脉冲激励信号。本发明专利技术的合成方法简单，硬件实现成本低，可以输出频率、幅值以及初始相位可调的超声脉冲激励信号，同时大幅降低超声发射设备系统复杂性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法及其系统
本专利技术属于超声无损检测
，尤其是一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法及其波形产生系统。
技术介绍
在超声相控阵成像检测系统中，通过控制阵列中各换能器发射超声脉冲信号的初始相位可以改变声束的传播方向，获得局部能量聚焦。为了提高成像系统的横向分辨率，减少伪像，在对某一焦点位置进行检测时，期望声场能量集中在焦点处，即声场主瓣突出，尽可能抑制旁瓣、栅瓣。为此，在超声检测系统中，对发射阵元的激励信号提出了更高的要求。包括：尽量削弱信号中的噪声成分；脉冲信号应具备合适的包络形式等等。当前，利用海宁窗等窗函数构成脉冲信号包络即是一种常见的激励信号形式，但利用这些窗函数调制的脉冲信号函数复杂，波形产生困难。目前超声脉冲激励信号的产生方法主要有三种。第一种方法是利用专用脉冲信号发生器产生单电平或多电平数字脉冲信号，此类系统结构相对简单，但输出信号形式单一、粗糙，波形参数精度低，信号包含大量高次谐波，降低了系统的总体灵敏度。第二种方法是采用直接数字信号合成(DDS)专用芯片，DDS芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于梯形波的超声脉冲激励信号的波形产生系统，其特征在于，包括依次连接的上位机、控制芯片、DAC转换芯片和低通滤波器，所述控制芯片内通过逻辑设置能够实现基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法，进而实现超声脉冲激励信号的递归运算及信号合成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于梯形波的超声脉冲激励信号的波形产生系统，其特征在于，包括依次连接的上位机、控制芯片、DAC转换芯片和低通滤波器，所述控制芯片内通过逻辑设置能够实现基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法，进而实现超声脉冲激励信号的递归运算及信号合成。


2.根据权利要求1所述的一种基于梯形波的超声脉冲激励信号的波形产生系统，其特征在于，所述控制芯片内部为每一路梯形波配置一套递归式梯形波发生单元，每一套梯形波发生单元包括依次连接数据累加组件(1)和梯形波变换组件(2)；所述数据累加组件(1)递归产生累加数据，梯形波变换组件(2)将数据累加组件(1)所产生的累加数据变换成梯形波数据；每个梯形波变换组件(2)的输出连接加法组件(3)，加法组件(3)将所有梯形波变换组件(2)产生的梯形波分量叠加得到所需的合成数据。


3.根据权利要求2所述的一种基于梯形波的超声脉冲激励信号的波形产生系统，其特征在于，所述数据累加组件(1)包括加法器(11)、减法器(12)、数据选择器(13)和寄存器(14)；加法器(11)的输入端分别输入累加步进Δu和累加数据；加法器(11)的输出端分别连接减法器(12)和数据选择器(13)的第1路数据输入端；减法器(12)的输入端还输入锯齿波最大值Amax，减法器(12)的运算结果输出端连接第2路数据选择器(13)的数据输入端，同时减法器(12)的借位状态输出同时接数据选择器(13)的控制输入端，数据选择器(13)的第3路数据输入端连接锯齿波初始数据u(0)输入，数据选择器(13)的输出端连接寄存器(14)的输入端，寄存器(14)用以保存并输出累加运算的结果。


4.根据权利要求3所述的一种基于梯形波的超声脉冲激励信号的波形产生系统，其特征在于，数据选择器(13)根据系统工作使能和减法器(12)输出的减法借位状态选择适当的数据，选择的规则为：当系统运行使能无效时，选择第3路数据输入，即锯齿波初始数据u(0)；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦云，王志昊，徐晨光，骆英，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32