基于CPLD的自发自收超声信号源设计

"自发自收超声信号源的设计 .pdf" 这篇论文主要探讨的是自发自收超声信号源的设计，这是超声波技术领域中的一个重要环节。超声波信号的产生和接收是通过超声信号源和换能器共同作用完成的。在本系统设计中，重点在于实现一个能够自我发送和接收超声信号的装置。设计中采用了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15型复杂可编程逻辑器件（CPLD）作为控制核心，它能够生成40KHz的方波信号，这个信号经过电压放大后，驱动超声波换能器进行工作。 当超声波被发送出去并遇到物体反射回来后，接收端会接收到这些回波信号，再次进行电压放大，然后送回CPLD，触发单片机进行相应的计数操作。单片机接收这些计数值并进行进一步的数据处理。系统利用CPLD捕获超声波传播的时间信息，将时间数据传递给单片机，以计算出超声波往返的距离，其测量精度受到CPLD计数频率的影响。因此，选择合适的CPLD和优化计数频率是提高系统精度的关键。 该系统的优势在于高测量精度、低成本、实时连续测量以及操作简便。据论文所述，其时差测量理论精度可以达到1/12微秒，这对于许多需要高精度测量的应用来说是非常有价值的，为未来实现更复杂的超声波应用奠定了基础。 超声波技术起源于20世纪初，最初用于预测冰山和探测潜艇，后来在医学超声和材料探伤等领域得到广泛应用。超声波无损检测因其非破坏性、便捷性和高效率而在混凝土桥梁、路面厚度测量等方面表现出巨大潜力，尤其在混凝土路面检测上，相比于传统钻孔取芯的方法，超声波检测技术既节省时间，又降低了成本，且不会影响路面质量。 超声波发射和接收有两种基本模式：一发一收和自发自收。双探头的一发一收方式如图1-1所示，这种方法可以减少干扰，提高信噪比，从而提升测量的准确性。通过这种方式，两个探头交替工作，一个发送超声波，另一个接收，确保了数据的有效收集和分析。 这篇论文深入探讨了基于CPLD和单片机的自发自收超声信号源设计，为超声波技术在无损检测领域的应用提供了新的思路和技术支持。