[发明专利]一种伪随机编码超声波驱动系统及方法

权利要求书

1.一种伪随机编码超声波驱动系统，其特征在于，包括FPGA芯片、人机交互模块、伪随机脉冲电压转换器、超声波发射驱动模块、DC-DC高压可调电源和电源模块；

所述FPGA芯片连接所述人机交互模块、伪随机脉冲电压转换器和DC-DC高压可调电源，所述伪随机脉冲电压转换器通过所述超声波发射驱动模块连接超声波换能器，所述电源模块连接FPGA芯片、伪随机脉冲电压转换器和DC-DC高压可调电源；所述DC-DC高压可调电源连接所述超声波发射驱动模块；

所述FPGA芯片用于产生伪随机编码和对系统的控制；

所述人机交互模块由键盘和LCD显示屏组成，用于对伪随机码频率、码长和DC-DC输出电压的设定和显示；

所述伪随机脉冲电压转换器用于对FPGA芯片产生的低压伪随机编码脉冲转化为高压脉冲，从而驱动所述超声波发射驱动模块；

所述超声波发射驱动模块用于输出高压伪随机编码脉冲，供给超声波换能器；

所述DC-DC高压可调电源用于接收FPGA芯片的输出电压调整指令，产生直流高压，供给所述超声波发射驱动模块；

所述电源模块用于为整个超声波驱动系统供电；

所述FPGA芯片包括SOPC System、伪随机编码转换模块和DC-DC电源控制模块，所述SOPC System包括Nios II处理器、Pseudo Random Code IP模块和PIO模块，所述Pseudo Random Code IP模块通过伪随机编码转换模块连接所述伪随机脉冲电压转换器，所述PIO模块通过所述DC-DC电源控制模块连接所述DC-DC高压可调电源。

2.如权利要求1所述的一种伪随机编码超声波驱动系统，其特征在于，所述伪随机脉冲电压转换器采用MOSFET驱动芯片。

3.如权利要求1所述的一种伪随机编码超声波驱动系统，其特征在于，所述超声波发射驱动模块包括P型MOS管和N型MOS管，所述P型MOS管和N型MOS管连接成乙类工作状态，在伪随机编码的控制下交替工作。

4.如权利要求1所述的一种伪随机编码超声波驱动系统，其特征在于，所述Pseudo Random Code IP模块可以根据Nios II处理器的指令产生不同频率和码长的二元伪随机编码。

5.如权利要求1所述的一种伪随机编码超声波驱动系统，其特征在于，所述Pseudo Random Code IP模块包括频率生成器和伪随机序列生成器。

6.一种伪随机编码超声波驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过人机交互模块对FPGA芯片设定伪随机编码参数；

所述FPGA芯片根据所述设定的伪随机编码参数计算伪随机编码的频率控制字和码长控制字；

所述FPGA芯片根据所述设定的伪随机编码参数计算DC-DC电源输出电压控制字；

Pseudo Random Code IP模块根据所述伪随机编码的频率控制字和码长控制字产生对应频率和码长的伪随机序列，发送给伪随机编码转换模块；

所述伪随机编码转换模块将所述Pseudo Random Code IP模块产生的伪随机序列转换成两路占空比为50％的低压编码脉冲，发送给伪随机脉冲电压转换器；

所述伪随机脉冲电压转换器将接收的所述伪随机编码转换模块的两路低压编码脉冲，转化为高压脉冲，用以驱动后端超声波发射驱动模块；

PIO模块输出电压调整指令给所述DC-DC电源控制模块；

所述DC-DC电源控制模块将所述电压调整指令发送给所述DC-DC高压可调电源；

所述DC-DC高压可调电源根据所述电压调整指令，产生直流高压，供给所述超声波发射驱动模块；

所述超声波发射驱动模块输出高压伪随机编码脉冲，供给超声波换能器。