一种多通道声波相控任意波形信号发生器

摘要

本发明涉及一种多通道任意波形的声波相控信号发生器。发生器包括主控单元和多组高压信号发生单元；主控单元接收计算机通过串口送来的控制命令、波形和增益数据，根据控制命令设置各个通道的延时模块、分频模块和波形重复计数器的参数，选择外触发或定时工作模式，把波形数据写入各个通道的双端口存储器，把增益数据写入高压信号发生单元的增益控制模块；各个通道的波形数据经高压信号发生单元内部的数模转换模块、增益控制模块、低通滤波模块和高压放大模块以后，输出高压波形；各通道输出的高压波形被加到相控换能器阵上，来实现换能器阵的相控激励。本发明可以产生八个以上通道的幅度最高250V的声波激励信号，各个通道可独立精确可调。

主权项

一种多通道声波相控任意波形信号发生器，包括主控单元和多组高压信号发生单元；其特征在于：主控单元接收计算机通过串口送来的控制命令、波形和增益数据，根据控制命令设置各个通道的延时模块、分频模块和波形重复计数器的参数，选择外触发或定时工作模式，把波形数据写入各个通道的双端口存储器，把增益数据写入高压信号发生单元的增益控制模块；当主控单元检测到外触发或内部定时信号时，启动各个通道的延时模块，各个通道经过设定的延时以后，把波形数据写入对应通道的高压信号发生单元；各个通道的波形数据经高压信号发生单元内部的数模转换模块、增益控制模块、低通滤波模块和高压放大模块以后，输出高压波形；各通道输出的延时、幅度、频率和形态不同的高压波形被加到相控换能器阵上，来实现换能器阵的相控激励；高压信号发生单元设有八组；主控单元采用现场可编程门阵列编程实现，主控单元包括软核处理器、时钟模块、8组通道控制器；每组通道控制器包括延时模块、分频模块、读地址发生器、波形重复计数器、写地址发生器、双端口存储器和增益控制器；各个通道控制器结构完全相同，独立实现；通道控制器的波形数据源独立，各个通道的数据采样间隔、延时、增益独立控制，各个通道可以输出不同的形态、延时、频率和幅度的波形；软核处理器把任意波形数据写入双端口存储器，根据串口命令设置各个通道控制器的延时模块、分频模块、读地址发生器、波形重复计数器和增益控制器的参数，选择内外触发模式；软核处理器启动各通道延时模块工作时，输出同步信号；软核处理器根据串口控制命令复位写地址发生器，把任意波形数据写入双端口存储器，把增益控制值通过增益控制器写入高压信号发生单元对应通道的增益控制模块；软核处理器根据控制命令设置各个通道的延时模块的延时时间、分频模块的分频参数、读地址发生器的最大计数值、波形重复计数器的最大计数值和增益控制器的增益数据，设置内外触发模式；内触发模式，利用定时器启动各通道的工作，外触发模式，利用外触发信号启动各通道的工作时间；软核处理器启动各通道控制器输出波形时，先复位延时模块、分频模块、读地址发生器和波形重复计数模块，再输出同步信号，启动各通道延时模块工作。