[实用新型]多路超声信号同步采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多路超声信号同步采集系统，具体是采样通道数易调节的超声信号同步采集系统，属于电子电路技术领域。

背景技术

随着对产品质量要求的不断提高，有效的质量检测装置和方法越来越受到关注，而超声波检测作为一种绿色、无损、高效的方法，越来越多的被应用到检测系统。在实际探伤的过程中常常要根据被探测物体的状况进行采集通道的调整。

申请号为“200910095894.6”，名称为“一种相控阵超声检测数据采集与处理装置”的专利申请公开的是一种相控阵超声检测数据采集与处理装置，包括USB总线和主控计算机；USB总线通信依次连接有数据采集与处理卡组件、64阵元超声相控阵列换能器；数据采集与处理卡组件含有16个完全相同的数据采集与处理卡；数据采集与处理卡包括有相配合连接的四路超声发射/接收及信号预处理电路、A/D转换模块、FPGA模块和DSP微处理器模块、复位电路、电源模块，数据采集与处理卡组件具有64个输入通道，16个输出通道，其中，每4个输入通道和1个输出通道对应有一个数据采集与处理卡；通过控制换能器阵列中各阵元的激励或接收脉冲的时间延迟，改变由各阵元发射或接收声波到达或来自物体内某点时的相位关系，实现声束的灵活偏转和聚焦，选用所需阵元组也能实现声束位置的横向运动，该装置针对海洋平台结构提供了一种检测数据准确快速、操作方便的多通道相控阵超声检测数据采集与处理装置，但是其超声探测阵列局限于64个，不能用于需要更多采样阵列物体的探伤，而且对于不需要64路采集的探伤物体来说，该装置的64路采样形成了一种浪费。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种多路超声信号同步采集系统，采样通道数易调节，采用CPLD和FIFO作为采集卡的主要架构，利用CPLD具有高阻态的特性，将多个采集模块的CPLD端口通过排线直接相连作为数据总线，实现可自由调节采集通道数的超声信号同步采集系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种多路超声信号同步采集系统，其特征在于，包括：通道采集卡、排线、USB传输卡；

其中，通道采集卡为一个以上，每一通道采集卡包括：信号调理电路、AD转换器、双口FIFO缓冲器、CPLD、同步触发信号；信号调理电路，用于调节超声信号的幅度并滤除干扰信号，将输出信号传输到AD转换器；AD转换器，用于将模拟信号转换为数字信号，并根据CPLD提供的时钟进行采样；双口FIFO缓冲器，用于存储采集到的数据；CPLD，用于接收同步触发信号和AD转换器输出的数据，并将数据分段存储到双口FIFO缓冲器；同步触发信号，用来保证各个采集模块的数据对齐；

排线，用于连接通道采集卡和USB传输卡；

USB传输卡，用于CPLD和上位机之间进行USB通信。

所述通道采集卡中同步触发信号与CPLD单向连接，CPLD与信号调理电路单向连接，信号调理电路与AD转换器单向连接，AD转换器与CPLD双向连接，由CPLD向AD转换器提供采样时钟，而AD转换器向CPLD提供数据，CPLD与双口FIFO缓冲器双向连接。

每一通道采集卡设置在相互独立的电路板上，并通过排线与同一USB传输卡连接。

所述信号调理电路包括差分转单端电路、可控增益放大电路、滤波电路和单端转差分电路。

所述AD转换器采用具有差分输入形式的高速AD芯片。

所述双口FIFO缓冲器采用具有两组独立的数据和地址接口的存储器。

所述USB传输卡采用带有增强型的51内核的USB专用处理芯片。

所述USB传输卡包括时钟电路、复位电路、固件加载电路、CPLD控制电路和USB接口电路；

时钟电路，用于给USB专用处理芯片提供工作时钟；

复位电路，用于使USB专用处理芯片上电复位以及通过按钮进行手动复位；

固件加载电路，用于存储固件程序；

CPLD控制电路，USB专用处理芯片的数据端口和控制端口直接与CPLD相连，用于和CPLD进行数据传输；

USB接口电路，USB专用处理芯片的传输端口与USB接口相连，用于和上位机进行数据传输。

所述的一种多路超声信号同步采集系统，其特征在于：所述排线的接口可拆卸，可根据需要改变采集通道模块的数目。