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《江苏科技大学》 2010年
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基于DDS的涡流检测系统激励信号源的设计

李飞  
【摘要】: 涡流检测是近几年迅速发展起来的一种无损检测技术,已经在多个工业领域尤其是船舶工业中得到广泛的应用。典型的涡流检测系统由激励信号源、磁场测量装置和信号采集处理系统三部分组成。在涡流检测系统中,由激励信号源产生正弦信号或脉冲信号等对涡流传感器的探头进行激励,激励信号源是影响系统性能的关键部件之一。传统的涡流检测中,通常由LC或RC振荡电路作为信号源。但是随着涡流检测技术的发展,模拟信号源产生的信号稳定性和精度逐渐不能满足涡流检测的要求。作为近年来发展迅猛的频率合成技术,直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis, DDS)具有频率分辨率高、转换速度快、信号纯度高、可实现程控等优点。采用DDS技术来设计涡流检测系统的激励信号源可以满足要求。 本文在深入分析DDS基本原理和频谱结构的基础上,结合涡流检测系统对激励信号的要求,设计完成了一套基于单片机和复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)的DDS系统。本设计选用Winbond的W77E058单片机作为主控核心,用C51语言编写单片机程序,完成对DDS控制字的计算和人机接口、串口等接口电路的管理;选用Altera的CPLD芯片EPM7128LS84-15实现DDS的相位累加器和地址锁存等功能,CPLD的各个模块的设计都是在QuartusⅡ平台下由硬件描述语言(Very-High-Speed Integrated Circuit Language, VHDL)来实现;采用了触摸屏作为系统的人机接口,界面友好,操作方便。另外,还在Visual C++ 6.0平台下设计了上位机软件,可以通过串口实时更新存储器中的波形数据。本设计可以产生正弦波、方波、三角波等常规波形,也可以实现任意波形的输出。本文还对DDS系统信号波形和参数进行了测试,并进行了一定的分析。 本文完成的是涡流检测系统激励信号源样机开发的前期研究工作。实验证明,本设计可以满足实验室条件下涡流检测对信号源的要求。本文最后给出了下一步工作的建议,以期进一步完善涡流检测激励信号源的性能指标。
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH878

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