FPGA实现的相控阵延迟聚焦算法：精度提升与EP3SL150设计

本篇论文主要探讨了在超声相控阵系统中，基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的相控阵延迟聚焦算法的实现。FPGA作为一种灵活的硬件平台，被选用来实现关键的延迟细分算法，包括粗延迟和细延迟模式。粗延迟模式限制了发射脉冲高电平持续时间只能是控制时钟周期的整数倍，而细延迟则通过FPGA内部集成的增强型锁相环实现多相位分频，提高了延迟精度。 在算法实现模块，论文利用FPGA的高速处理能力，通过硬件电路模拟二进制开方运算，避免了传统迭代算法的复杂性和时间消耗。这种方法极大地简化了算法执行流程，提升了整体系统的效率。FPGA内部的硬件乘法器和时钟管理单元，如快速锁相环，用于生成所需的多相位时钟，进一步优化了延迟量的控制。 扫描模块负责扇形扫描模式，根据相控阵的聚焦法则生成十六个通道的触发脉冲延迟数据，用户可以根据需要选择粗延迟或细延迟模式。波束合成模块则是将这些延迟数据结合起来，形成精确的声束，以实现自适应聚焦相控阵技术，提高缺陷检测的准确性和灵敏度。 整个设计过程中，作者遵循了系统开发的完整流程，从原理学习、电路设计到仿真验证，再到PCB制作和实际测试，都体现了严谨的专业态度和实践操作。通过EP3SL150 FPGA平台，该研究不仅展示了如何将理论知识转化为实际硬件电路，也突显了FPGA在超声相控阵系统中的关键作用，尤其是在提高系统精度和适应性方面的潜力。 这篇论文深入探讨了基于FPGA的相控阵延迟聚焦算法的硬件实现，对于理解超声相控阵技术在工业无损检测中的应用具有重要意义，同时也为FPGA在此类领域的进一步发展提供了实用的解决方案和技术参考。