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1.
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基于FPGA的超声相控阵相控发射系统的研究
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骆英 王伟 王自平 徐佳《仪表技术与传感器》,2010年第10期
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相控阵超声发射波束形成的关键环节是对各阵元发射相位延时进行精确控制,文中研究了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现超声相控延时算法和相位延时控制集成的相控发射系统.分析了超声相控阵系统中线性阵列换能器相控聚焦延时算法,完成了相控聚焦算法设计并通过实验进行了验证;相控延时控制部分以数字波形发射技术为基础,研究了基于系统时钟的相控发射粗延时,延时分辨率可达15 ns;以及基于数字波形相位差的相控细延时,可达到0.35°的相位分辨率,对应250 kHz发射信号下3.75 ns的相位延时.
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2.
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超声换能器阵列的多路激发电路设计 被引次数：1
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岑雪青 徐春广 周世圆 肖定国《机械制造与自动化》,2005年第34卷第4期
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设计了一种应用DDS技术的多路超声相控阵列激发电路，该电路可以产生任意波形的激励信号。同时还利用FPGA设计了相控阵的相位延时数字逻辑电路，利用该电路可以方便的实现高精度的相位延时。经实验室验证，该电路成功的达到了设计要求。
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3.
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HIFU治疗相控换能器相位控制和驱动系统设计
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赵梦娟 张浩 钱宇晗 菅喜岐《压电与声光》,2018年第40卷第5期
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多阵元相控阵列聚焦换能器具有焦距可调和可实现经颅聚焦等优势。相控阵换能器相位控制和驱动系统是决定多阵元相控换能器能否应用于临床的关键技术之一。目前，在满足电路系统输出参数要求的前提下，尽可能通过提高系统集成度缩小系统体积，并提高相位分辨率是相控阵换能器相位控制和驱动系统设计过程中的重点与难点。该文基于现场可编程门阵列(FPGA)主控芯片、高速数模转换器（DAC）、集成驱动放大器设计了高强度聚焦超声（HIFU）治疗相控阵换能器相位控制和驱动系统。实测结果表明，本系统输出的正弦信号峰 峰值为36.2 V,且输出信号中无高次谐波，相位分辨率为2 ns，延时误差小于1 ns，可满足HIFU治疗相控换能器阵元驱动及其所需相位分辨率，并使系统小型化。
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4.
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基于 FPGA 的超声相控阵发射系统设计
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崔娟 王红亮 何常德 薛晨阳《仪表技术与传感器》,2015年第7期
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为了实现水下超声成像系统中超声信号的相控阵发射,提出并设计了一种基于 FPGA 的超声相控阵发射系统。分析了相控聚焦的发射原理,利用 FPGA 丰富的 I/ O 引脚和内部逻辑资源实现了八通道超声相控阵激励信号的发射,并设计了信号调理电路对激励信号进行 D/ A 转换及放大,以有效驱动压电换能器。通过实验测试表明,该系统可以实现超声信号的相控聚焦发射,相控延时精度达到2．5 ns,发射信号稳定,系统集成度高,可以应用于水下超声成像的实现。
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5.
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基于FPGA的超声相控阵发射系统设计
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杜春晖《电子器件》,2017年第40卷第2期
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为使水声成像系统小型化，首创性地提出了将相控阵技术和水下超声成像技术结合在一起，设计了一种基于FPGA的超声相控阵发射系统。对相控聚焦的发射原理进行了分析，利用FPGA的内部逻辑资源和丰富的I/O引脚实现了六通道超声相控阵发射，为有效激励压电换能器设计了信号调理电路对激励信号进行D/A转换及放大。通过实验测试表明，该系统可以实现超声信号的相控发射，相控延时精度达到2.5ns，发射信号稳定，系统集成度高，为水下超声成像提供了一种新的途径，具有较强的应用价值。
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6.
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基于FPGA的超声相控阵波束合成技术
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杨天雪 徐春广 李爽《无损检测》,2008年第30卷第11期
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数字波束合成技术是相控阵超声检测相对于其它超声检测所特有的，也是整个信号接收处理系统的核心技术。通过设计基于可编程现场门阵列（FPGA）的各个模块，充分利用FPGA的优点，实现了精确延时和快速加权求和。从而可以对回波信号在不同方向和深度进行动态聚焦，很好地实现了波束的数字合成。
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7.
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基于FPGA的超声相控阵系统接收装置设计
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王瑞 李伯全 骆英 王伟《仪表技术与传感器》,2010年第7期
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分析了线性排列超声换能器超声信号聚焦的延时算法,运用DSPBuilder将延时算法用软件加以描述并通过实验验证.提出了一种基于FPGA技术,VHDL语言描述的8通道超声相控阵系统接收装置的硬件设计方法,将延时运算部分与系统控制部分合为一体,实现延时算法与数据采集控制的单片集成,缩小了装置体积.以QuartusⅡ为开发平台,对装置各模块进行了时序与功能仿真.通过StratixⅡ系列FPGA的高速时钟运算,将延时分辨率提高到约2ns.结果表明:运用先进的FPGA技术可同时实现算法与控制,节省硬件空间,运算更加精确,是实现多通道高速数据控制的新的有效思路.
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8.
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基于FPGA和以太网的超声相控阵发射系统研究
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於炜力 曹永刚 王月兵《仪表技术与传感器》,2019年第9期
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为了实现水下超声成像系统中超声信号的相控发射和高速实时的数据传输,设计了一种超声相控阵发射系统。分析了超声相控聚焦原理以及UDP通信协议,利用FPGA和以太网实现了数据的高速传输和32通道超声相控阵激励信号的发射,并设计了高压脉冲发射电路来驱动超声换能器。实验表明,该系统可以高速实时传输数据,实现了相控聚焦发射并且延时精度达到了1.25 ns,发射信号稳定,可以应用于水下物体的实时成像的实现。
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9.
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超声相控阵系统中高精度相控发射和相控信号并行处理的实现
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孔超 魏恭 师芳芳 蔡慧智《无损检测》,2010年第12期
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为了实现超声相控阵系统中换能器各阵元发射和接收相位的精确控制以及多路相控回波信号的实时处理,提出了一种基于FPGA的高精度相控发射和相控信号并行处理的实现方式。分析结果表明,拥有高速计数器以及丰富高速I/O引脚和DSP硬核资源的FPGA,特别适合相控阵系统的实现;采用FPGA中的高速计数器来实现高精度相控发射,可获得高达2ns的延时精度,采用FPGA中的高速I/O引脚以及DSP硬核资源,可实现16路回波信号的全并行信号处理,并且可以利用首先2 ns插值、然后10 ns延时补偿的方法来实现高精度相控接收。实测结果表明,该实现方式可以较好地对钢管的缺陷进行实时和清晰的扫描成像。
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10.
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基于AD9106的高集成度UPA发射系统设计
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蔡慧君 骆英 张文干《电子科技》,2014年第27卷第10期
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超声相控阵检测技术具有可动态聚焦、检测复杂形状物体中的损伤、缺陷定位精准等优点。然而,现有的检测设备利用单芯片制作单通道后再扩展成多通道系统,集成度低、维护困难。文中基于FPGA技术,系统性地设计了延时算法、时序控制模块,采用ADI公司最新推出的含4通道基单元芯片AD9106构建大规模相控阵发射系统,设计配置高速发射/接收切换开关,从而实现多阵元的可控自发自收,大幅降低了系统中发射和接收硬件模块的复杂性和外形尺寸,同时抑制激发模块的高压发送脉冲。此相控阵发射系统具有集成度高、抗干扰能力强、精度高、功耗低、安全性强等优点。
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11.
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基于单片机和CAN总线的相控阵HIFU控制系统
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王晓东 WANG Junlin 李平《微计算机应用》,2008年第29卷第8期
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医学上利用高强度聚焦超声(HIFU)的物理效应实现非介入无创治疗。相控阵HIFU是通过控制多个发射信号的初始相位使得超声波在焦点处同相叠加而实现聚焦。本文介绍了相控阵HIFU中电子控制系统的一些关键技术设计,包括初始相位设置、相位跟踪保持、系统体系结构以及信号传输和数据通信方案等。
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12.
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电磁超声相控阵大功率高频激励源设计开发
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王新华 王奇之 涂承媛 张涛 赵以振《北京工业大学学报》,2017年第43卷第9期
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为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频"浮栅"驱动问题.研究了DE类功率放大器开关管和放大电路的工作特性,并基于Pspice软件建立了DE类功率放大器仿真模型,实现了对放大电路元件参数的优化和性能指标的验证.实验结果表明:设计开发的激励源能够实现1 ns延时精度的脉冲序列,当工作频率为1.1 MHz以及工作电压为300 V时,电磁超声阵元输出的交变电流峰峰值为20 A,输出功率为1.5 kW,从而满足电磁超声相控阵检测技术的要求.
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13.
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基于FPGA的相控超声发射系统设计与实现
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张慧 王红亮 何常德 张文栋 薛晨阳《计算机测量与控制》,2014年第22卷第8期
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设计了一种以FPGA为核心的相控超声发射系统,对该系统工作原理及相控聚焦方法进行了研究;设计了一种二维相控阵列,并进行了阵列定点聚焦延时仿真;最后运用该系统实现了对相控阵列的高精度聚焦延时控制,并经过DA转换、电压及功率放大,产生了幅值及波形可控的激励信号,测试了该系统对实际目标的定位精度;实验结果显示对实际目标定位偏差在3%左右,该超声相控发射系统可实现相控聚焦发射,延时控制精度高,可靠性好。
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14.
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基于FPGA的超声相控阵发射系统设计
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杜春晖《传感器世界》,2016年第5期
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创造性地将水下超声成像技术与相控阵发射技术相结合,利用FPGA丰富的I/O引脚接口与内部逻辑资源,设计了一种超声相控阵发射系统,分析了超声波换能器激励信号的D/A转换和放大调理电路,结合超声换能器对该系统进行了实验验证,实验表明该系统可以实现超声信号的相控阵发射,电路性能稳定,易于集成,为水下超声成像系统的小型化提供了一种可能,具有较强的参考价值.
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15.
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毫米波矢量调制器及其在有源相控阵天线中的应用
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韩克武 杨明辉 孙芸 李凌云 侯阳 孙晓玮《红外与毫米波学报》,2011年第30卷第5期
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矢量调制器芯片作为一种可以同时对载波进行相位和幅度调制的新型电路，能够替代传统的数字移相器和数字衰减器用在有源相控阵系统中.先设计了一款工作在Ka波段毫米波单片矢量调制器，在片测试结果显示可以实现-12~-40 dB的幅度调制与360?的相位调制.然后设计了一个Ka波段1?8阵有源相控阵天线，改变矢量调制器的控制电压，成功实现了波束扫描功能，验证了基于矢量调制技术的有源相控阵的可行性.
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光控相控阵雷达发展动态和实现中的关键技术 被引次数：10
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何子述 金林 韩蕴洁 严济鸿《电子学报》,2005年第33卷第12期
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本文讨论了光控相控阵雷达的原理和发展现状,介绍了光控技术在宽带宽角扫描相控阵雷达中的应用和优点,详细阐述了不同光实时延迟线(OTTD)的主要构成原理和技术特点,讨论了雷达微波信号的光调制技术和探测技术现状,指出了光控相控阵雷达技术可能的应用方向.文中重点讨论了光控相控阵雷达实现中需解决的关键技术,包括总体设计方案中的系统指标分配,雷达阵面结构设计时光器件温度特性的考虑,微波信号光纤传输中的幅相一致性、动态范围、非线性相位等,OTTD设计加工中的波束切换时间、插入损耗、隔离度、延时精度等.针对OTTD加工中难免存在的加工误差,文中提出了子阵OTTD与阵元移相器联合波控的方法.
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17.
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延时分辨率对超声相控阵检测性能的影响
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杨天雪《福建质量信息》,2009年第6期
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超声相控阵检测技术是近年发展起来的一种先进的无损探伤方法,阵元间的延时分辨率是决定超声相控阵检测系统性能的关键因素,通过研究延时分辨率对相控阵检测效果的影响,可以得到延时分辨率和相关性能参数之间的对应关系,从而提高超声相控阵系统的检测性能。
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18.
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变电站合并单元测试设备校验系统及其实现
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欧阳帆 朱维钧 陈宏 肖俊先 徐浩 李辉《电力系统自动化》,2017年第41卷第19期
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针对变电站合并单元测试设备技术性能中“延时特性”和“准确度”两项关键的测试功能指标缺乏有效校验手段的问题，提出了一种针对变电站合并单元测试设备技术性能的校验方法，研制了相关校验系统，介绍了系统构成、技术指标。该校验系统基于高性能ARM处理器+现场可编程门阵列(FPGA)+高精度AD芯片的硬件系统，设计了电压、电流快速采样前置电路以减小采样延时误差，应用了定频采样高精度幅值和相位算法以实现对采样信号的高精度测量，设置了精确灵活的延时特性测试策略。随后，应用该校验系统开展了合并单元测试设备比对性测试，基本解决了变电站合并单元测试设备核心性能无法检测的实际问题。
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19.
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基于超声相控阵的环焊缝缺陷检测方法研究
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李鹏《计算机测量与控制》,2015年第23卷第3期
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针对传统超声探头焦距固定,检测位置的改变就要更换相应焦距的探头而影响检测效率的问题,提出一种基于超声相控阵换能器的环焊缝缺陷检测方法;而超声相控阵具有电子偏转和电子聚焦特性,能在不移动的情况下发射偏转聚焦超声束,有效地解决了上述问题;首先基于超声相控线阵换能器的声场特点,采用数值分析方法,研究了影响声束偏转聚焦性能的几个主要参数;然后给出了与超声相控阵换能器相连接的多通道数据采集系统结构;介绍了单通道声信号的硬件结构及相应的信号处理方法,实现了对换能器中单个阵元的精确延时的控制;实验结果表明,优化设计的超声相控线阵换能器具有较高的检测精度和检测效率。
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20.
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一种用于FPGA的270MHz到1.5GHz可重构多功能锁相环时钟发生器
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张辉 杨海钢 王瑜 刘飞 高同强《半导体学报》,2011年第32卷第4期
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本文设计实现了一种用于FPGA芯片的可重构多功能的锁相环时钟发生器。该时钟发生器具有可配置的时钟发生和延时补偿两种模式，分别实现时钟倍频和相位对准的功能。输出时钟信号还具有可编程的相移和占空比调节等高级时钟变化功能。为了提高相位对准和相移的精度，本文设计了一种具有新的快速起振技术的压控振荡器。本文还提出了一种延时分割方法以提高用于实现相移和占空比调节功能的后端分频器的速度。整个时钟发生器使用0.13μm标准CMOS工艺设计制作。测试结果表明，能够实现270MHz到1.5GHz的宽调节范围，当锁定在1GHz时，整个电路功耗为18mW，rms抖动小于9ps，锁定时间为2μs左右。
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