【技术实现步骤摘要】
一种基于插值和自相关检测的多通道超声脉冲式同步方法
[0001]本专利技术涉及超声信号同步领域，尤其涉及一种基于插值和自相关检测的多通道超声脉冲式同步方法、系统、装置及介质。
技术介绍
[0002]超声信号作为一种频率较高、波长较短、容易产生且具有极强指向性的信号在工业、军事以及医学领域都有着广泛应用。在工业领域，超声无损检测更是一种利用超声波向被测样品进行发射，脉冲声波穿透样品，利用空气与样品声阻不同，得到反射回波信号，通过对于回波信号的分析从而判定样品是否存在缺陷的技术。
[0003]单通道的超声检测虽然具有原理简单，系统复杂度低的优势，但近场盲区和声束扩散角的限制使其在较为复杂的环境下难以满足探测任务。为解决这个问题一般需要通过相控阵技术通过若干个形状大小完全相同的压电陶瓷晶片组成阵列，每一个晶片独立发射接收波束，并通过调节时序和相位进行控制，从而控制相控阵声场达到聚焦或者偏转的效果。
[0004]相控阵超声技术一般需要16个乃至更多通道的超声发射接收系统，并且各个通道需要进行独立控制，通道数的增加必然...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于插值和自相关检测的多通道超声脉冲式同步方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、由同步信号发送端FPGA产生一组同相信号和正交信号发送给同步信号接收端FPGA；S2、同步信号发送端FPGA和同步信号接收端FPGA，均通过所述同相信号和正交信号，利用插值算法获得最佳采样时刻，用于产生本地位同步时钟；S3、位同步时钟建立完成后，由同步信号发送端FPGA发送由广义巴克码编码的脉冲序列到需要建立同步的同步信号接收端FPGA；S4、同步信号发送端FPGA和同步信号接收端FPGA，分别利用广义巴克码尖锐单峰的自相关特性对脉冲序列进行检测，若检测成功，将同步状态指示信号拉高；S5、若检测到同步状态指示信号为高电平，将同步信号发送端FPGA和同步信号接收端FPGA分别控制的超声系统发射采集板卡的芯片进行复位，保证各个通道间超声信号的发射接收高度同步。2.根据权利要求1所述的一种基于插值和自相关检测的多通道超声脉冲式同步方法，其特征在于，步骤S1，包括：S11、根据需要得到的本地位同步时钟频率，在上位机修改频率控制字信息；S12、在同步信号发送端FPGA中，通过GPIO将修改的频率控制字信息输入到由本地高频时钟连接的DDS IP核当中，以指示正弦波产生的频率；S13、在同步信号发送端FPGA的DDS IP核输出该频率的同相信号di和正交信号dq，通过连接线输出到同步信号接收端FPGA。3.根据权利要求1所述的一种基于插值和自相关检测的多通道超声脉冲式同步方法，其特征在于，步骤S2，包括：S21、在同步信号发送端FPGA和同步信号接收端FPGA中，在各自本地时钟的驱动下，将输入的同相信号di与正交信号dq通过一级寄存器后分别输入插值滤波器模块，根据数控振荡器输出的插值间隔uk，通过Farrow结构的插值器得到同样频率的插值滤波同相输出yik和正交输出yqk；S22、在同步信号发送端FPGA和同步信号接收端FPGA中，在各自本地时钟的驱动下，数控振荡器根据环路滤波器输出的定时误差信号wk进行递减计数，当寄存器值小于0时输出选通信号strobe；S23、在同步信号发送端FPGA和同步信号接收端FPGA中，在各自本地时钟的驱动下，误差检测以及环路滤波器模块通过接收到经过插值滤波的同相数据yik和正交数据yqk，在选通信号strobe有效的情况下产生环路滤波器信号输出wk，并输出位同步时钟sync。4.根据权利要求1所述的一种基于插值和自相关检测的多通道超声脉冲式同步方法，其特征在于，步骤S3，包括：S31、在上位机中输入同步所需的广义巴克码序列，并选择需要进行同步操作的同步信号接收端FPGA；S32、同步信号发送端FPGA发送广义巴克码序列到同步信号接收端FPGA，并拉高check_start信号启动自相关校核过程。5.根据权利要求1所述的一种基于插值和自相关检测的多通道超声脉冲式同步方法，
其特征在于，步骤S4，包括：S41、同步信号发送端FPGA和参与同步的同步信号接收端FPGA在check_start信号为高电平时启动搜索状态模块，利用广义巴克码尖锐单峰的自相关特性，计算移位...
【专利技术属性】
技术研发人员：王自鑫，张博雯，冯昊鹏，刘思禹，张木水，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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