国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ230575) 作品数:13 被引量:47 H指数:5 相关作者: 刘桂雄 唐文明 邓鹰飞 陈旭文 林若波 更多>> 相关机构: 华南理工大学 梧州学院 揭阳职业技术学院 更多>> 发文基金: 国家重大科学仪器设备开发专项 广州市科技计划项目 更多>> 相关领域: 机械工程 一般工业技术 理学 自动化与计算机技术 更多>>
FPGA超声相控阵高压发射精确延时设计 被引量:9 2015年 针对超声相控阵高压发射精确延时的关键技术,利用普通电压升压产生高压脉冲(负脉冲)发射,设计一种高压发射电路的精确延时电路。通过分析二极管高压钳位、相控阵发射聚焦、高压发射模块电路原理,应用FPGA软件聚焦方式改善发射电压、聚焦延时、上升脉冲等性能指标。FPGA仿真结果表明:钳位电路可对幅值为-100 V的原始发射信号进行稳定钳位,发射脉冲上升时间<10 ns,可明显改善发射信号的精确性和准确度。 邓鹰飞 刘桂雄 唐文明关键词:超声相控阵 精确延时 FPGA 基于多级半带滤波器的超声相控阵聚焦延时 被引量:8 2014年 建立了基于多级半带滤波器的超声相控阵聚焦延时系统,以提高仪器延时精度。研究了聚焦延时原理与延时算法的实现。首先,采用内插滤波的方法,设计了半带滤波器作为内插滤波器;然后,对8倍内插结构进行了改进,通过多级半带内插滤波器合成技术,将合成后的滤波器分解为8个子滤波器进行同时滤波,使得内插与多相分解可同时进行。最后,通过对延时算法的仿真分析与现场可编程门阵列(FPGA)的实现,验证了此算法的可行性。实验结果表明:该系统在100MHz采样率的条件下可实现1.25ns延时精度,与同性能普通有限长单位冲激响应(FIR)内插滤波器相比,运算量最大可减少21.4%。此方案在运算量、计算速度、分辨率、性价比方面均具有较大优势,非常适合于实时性强、精度高的聚焦延时算法的实现。 刘桂雄 唐文明 谭大基关键词:超声相控阵 半带滤波器 现场可编程门阵列 超声相控阵无损检测仪器关键技术研究 被引量:4 2018年 超声相控阵仪器作为无损检测关键设备之一,对材料内部缺陷分析、参数检测、失效评估等研究具有重要意义。本文从相控阵技术原理入手,分析编码激励、延时聚焦、数字信号快速处理、大数据传输与调度模块各关键模块工作机理,根据仪器检测性能指标要求,从仪器实时性、灵活性、精度等方面对关键技术进行深入研究,并通过实验验证各关键模块的实现效果。研究成果对于无损检测仪器的高精度化、高速化、高效率化,具有重要的实际应用价值。 刘桂雄 唐文明 李宇中关键词:超声相控阵 基于三次Spline+Hermite插值法超声相控阵聚焦延时技术 延时聚焦精度是超声相控阵仪器中重要参数指标之一,通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位延时控制,获得合成波束,实现对焦点位置灵活可控,而对于超声相控阵仪器数字化系统,通过提高ADC采样率来提高采样延时精度,会造成昂贵硬件开... 唐文明; 刘桂雄; 宋定昆;关键词:FPGA 文献传递 准单次正交互补Golay码超声编解码方法研究 被引量:3 2016年 正交互补Golay(A、B)码是重要的超声相控阵系统编码激励码型,但两次激励可能会存在相对扫查位置变化而导致会影响解码性能,本文研究一种准单次正交互补Golay码超声编解码方法,该方法基于二元调相(0、π)理想编解码公式和AB激励转换因子的推导,实现A码一次实际激励而形成A、B码两次激励的效果,既可避免两次激励可能存在的问题又发挥了单次激励简单成熟优点,进一步设计了降噪解码模型,有效地降低了反卷积运算对噪声敏感度。通过加性高斯白噪声(AWGN)对整个系统进行仿真测试和基于现场可编程门阵列(FPGA)的实际测试,对8位Golay码进行准单次编码激励仿真测试降噪下就能获得20 d B的信噪比增益。最后,本文介绍了应用该方法的超声相控阵仪器在高难穿透材料的自动化检测的实验结果。 刘桂雄 唐文明 纪轩荣关键词:反卷积 现场可编程门阵列 基于相关性延迟分析的SAFT算法 被引量:1 2014年 针对超声经典合成孔径聚焦(SAFT)算法需对每点进行延迟聚焦、运算量大等问题,提出基于相关性延迟分析的合成孔径聚焦算法,并建立数学模型,采用Matlab分别对经典SAFT算法和基于相关性延迟分析的SAFT算法进行仿真分析。结果表明:基于相关性延迟分析的SAFT算法具有图像质量优、分辨率高、实时性好等特点。 刘桂雄 李筹 唐文明 洪晓斌关键词:合成孔径聚焦 超声成像 基于扩展收敛域指数CORDIC算法的超声时间增益补偿技术 2018年 针对经典超声时间增益补偿增益范围有限问题,该文提出一种基于扩展收敛域指数CORDIC算法的超声时间增益补偿技术。首先,通过指数CORDIC算法计算信号原始放大倍数;然后,利用乘法器组将A/D采样后的超声回波数字信号与放大倍数相乘;最后,经D/A转换器输出补偿后的模拟信号。实验表明:扩展收敛域指数CORDIC算法计算超声回波增益最高相对误差不高于0.014%,该算法的超声时间增益补偿模块能准确检出检测块内不同深度处缺陷,准确度高、实时性好、增益范围大,具有很好的实际应用效果和重要研究价值。 邓鹰飞 刘桂雄关键词:CORDIC算法 FPGA 基于模糊层次分析的相控阵无损检测仪器可靠性分配方法 被引量:5 2019年 层次分析法一定程度受到主观因素影响,该文综合层次分析法与三角模糊数方法提出一种基于模糊层次分析的相控阵无损检测仪器可靠性分配方法。通过引入模糊参数降低可靠性分配决策过程的主观性,以熵最小原则作为参数选择依据,使方法能够更充分、客观、综合地反映专家意见。应用表明,相控阵无损检测仪器主机可靠性分配结果有效、可行,具有一定的工程应用价值。 江境宏 刘桂雄关键词:层次分析法 三角模糊数 无损检测仪器 基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器FPGA实现与应用 被引量:6 2017年 传统动态FIR数字滤波需要将大量滤波器系数存入FPGA中,该文提出一种基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器实现方法,通过CORDIC算法对随信号参数动态变化的滤波器系数进行实时计算,节省大量FPGA内存资源。实验表明:基于CORDIC算法的动态FIR数字滤波器系数计算绝对误差小于±4×10-3,动态滤波器阻带衰减达-50 d B以上,具有准确度高、实时性好、占用内存少的特点。将该动态FIR数字滤波器应用于超声相控阵回波信号动态滤波,取得较好滤波效果。 宋定昆 刘桂雄 唐文明关键词:动态滤波器 有限脉冲响应 分布式算法 现场可编程门阵列 扩展收敛域任意对数CORDIC算法与FPGA实现 被引量:4 2015年 针对经典自然对数坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法在应用上存在问题,研究扩展收敛域任意对数CORDIC算法与FPGA实现。通过区间压缩方法,对收敛域外的数据进行转换,实现收敛域扩展至全收敛域,并应用换底公式扩展到任意底数的对数运算。仿真试验表明,采用15级流水线结构,以10为底的对数CORDIC运算最大时延小于17个时钟周期,最大计算误差为0.000 27。该算法应用于40 mm玻璃钢的超声检测中,其TCG回波图能有效抑制杂散波,提高信号的分辨力,运算速度比传统方法快,对超声相控仪器的开发具有应用价值。 陈旭文 刘桂雄 唐文明关键词:FPGA