超声波探伤系统电路设计-飞泰

电源电路设计

电源的稳定性和可靠性对系统的正常运行至关重要。超声波探伤系统的各种硬件设备很多，电源部分需要为不同的设备提供相应的电源支持。探伤系统采用锂电池供电，输入电源电压为 14.4V，经过电源模块产生 12V，-12V，5V，3.3V，1.8V，2.5V 和 1.2V。其中 12V，-12V 和 5V 用于模拟电路供电，3.3V 和 1.8V 用于 ARM 子系统供电，3.3V、2.5V 和 1.2V 用于 FPGA 子系统供电。为了降低功耗，电源部分的设计应充分考虑节约能耗。电源部分的设计还应考虑降低电平噪声，减少电平噪声对回波信号的污染。

模拟电路设计

模拟电路部分主要包括：高压生成电路、超声波触发电路、压控增益放大电路、宽带模拟滤波电路和模拟信号处理电路。模拟电路部分的任务是产生高压触发探头发射超声波信号并从探头接收回波信号，将微弱的超声波回波信号不失真地放大，然后送到高速数据采集和处理模块。本系统的压控增益放大电路由三级 AD603 芯片组成，使用 12bit 的 DAC 芯片 MAX508 进行控制，实现增益范围为 0～110dB。

探伤系统系统中超声波探头的工作模式有宽带和窄带两种。在宽带模式下，探头的工作频率范围为 0.2~20MHz；在窄带模式下，其常用的工作中心频率为 1、2.5、5、10MHz。模拟电路部分设计了五组模拟滤波器，包括一组宽带滤波器，带宽为 0.2～20MHz；四组窄带滤波器，带宽分别为 0.8～1.2MHz，2～3MHz，4～6MHz，9～11MHz，其中心频率分别对应四种常用探头的中心频率。系统使用可控模拟开关由上层软件控制实现模拟滤波器的切换。

模拟电路的设计非常关键，决定着噪声水平能否满足系统设计要求、增益范围和工作频率能否达到设计指标。