超声波特征提取系统

目录

目录 1

引言 2

第一章 绪论 3

1.1研究背景 3

1.1.1超声技术的发展 3

1.1.2问题的提出 4

1.1.3本文结构安排及内容介绍 5

1.2超声检测系统[1] 5

1.2.1超声检测系统的概述 5

1.2.2超声检测的方法 6

第二章 超声波特征提取的基本原理 9

2.1系统方框图 9

2.2 总体功能简介 11

第三章 特征提取电路的方案选择 13

3.1设计要求： 13

3.2可行性方案选择： 13

3.2.1峰值保持/采样器 13

3.2.2过零检测 15

3.3方案的确立： 17

第四章 超声波特征提取的硬件电路设计 18

4.1 峰值保持电路及A/D转换电路的设计 18

4.1.1电路基本原理及设计图 18

4.1.2主要器件介绍 19

4.2比较电路的设计 22

4.2.1电路基本原理及设计图 22

4.2.2主要主要器件介绍 24

4．3脉冲延拓电路的设计 24

4.3.1电路基本原理及设计图 24

4.3.2主要主要器件介绍 27

4．4计数显示电路的设计 28

4.4.1电路基本原理及设计图 28

4.4.2主要器件介绍： 29

4．5报警电路的设计 29

4.5.1电路基本原理及设计图 29

4.5.2主要器件介绍： 32

4.6谱分析 33

4.6.1算法原理⑷ 34

4.6.2 FFT软件实现 37

第五章 结论及其分析 42

结束语 49

致谢 50

参考文献 50

附录一（电路原理图及PCB图） 51

附录二（程序） 56

译文： 64

译文原文： 76

引言

超声工程测量技术是声学检测的一个重要组成部分，它是通过对超声在介质中传播参量的变化的测量来达到对各种物理量的测量。随着电子技术和信号处理技术的飞速发展，现在越来越多的人将数字信号处理技术应用于超声检测，但由于超声检测信号尤其是高频超声检测信号本身的特点，如持续时间很短（只有几微妙）、信号频率高（数兆赫兹）、信号较弱，易受外界干扰等，使得对其采样从而进行频谱分析的过程不同于一般信号的处理，很难在实际工程中得以运用。另一方面，信号必须首先通过模数转换器（ADC）使其数字化。在整个过程中要保证信息不遗漏或不畸变，ADC的采样率至少和奈奎斯特采样率一样大，但由于超声信号的频率和持续时间远不同于一般信号，使得超声信号的精确采样也成了一个难点。因此超声信号的频谱分析技术成为无损检测领域的前沿的研究方向之一。