一種基于CPLD的聲發(fā)射信號傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　聲發(fā)射技術(shù)是光纖傳感技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是目前聲發(fā)射技術(shù)的發(fā)展趨勢。它將高靈敏度聲發(fā)射傳感器安裝于受力構(gòu)件表面以形成一定數(shù)目的傳感器陣列，實(shí)時(shí)接收和采集來自于材料缺陷的聲發(fā)射信號，進(jìn)而通過對這些聲發(fā)射信號的識(shí)別、判斷和分析來對材料損傷缺陷進(jìn)行檢測研究并對構(gòu)件強(qiáng)度、損傷、壽命等進(jìn)行分析和研究。

　　在實(shí)際的構(gòu)件檢測中，現(xiàn)場聲源信號通常是在100～800 khz之間的微弱高頻信號，而且材料損傷檢測、聲發(fā)射源定位往往需要多個(gè)傳感器形成傳感器陣列，而聲發(fā)射信號的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)必須達(dá)到640 mbps以上的數(shù)據(jù)傳輸能力；并應(yīng)具有應(yīng)付突發(fā)或長時(shí)間數(shù)據(jù)接收和存儲(chǔ)能力。本文就是利用CPLD來實(shí)現(xiàn)對聲發(fā)射信號的采集，從而有效解決了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和存儲(chǔ)問題。

　　1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　本方案采用fifo存儲(chǔ)器構(gòu)成外部大容量數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，而使用pci總線的dma傳輸方式與微機(jī)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)場聲發(fā)射信號經(jīng)過ad轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)后進(jìn)入pci板卡，然后將部分?jǐn)?shù)據(jù)鎖存，同時(shí)將并行信號轉(zhuǎn)換為串并行信號，通過cpld控制邏輯電路存入fifo。當(dāng)fifo存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)到達(dá)一定狀態(tài)時(shí)，cpld控制

　　2 fifo數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)

　　fifo是一個(gè)先人先出的雙口緩沖器，為保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作，fifo存儲(chǔ)器允許系統(tǒng)進(jìn)行dma操作，以提高數(shù)據(jù)的傳輸速度。否則，數(shù)據(jù)傳輸將達(dá)不到傳輸要求，而且會(huì)大大增加cpu的負(fù)擔(dān)，甚至無法同時(shí)完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

　　本設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中采用了六片idt72281芯片來緩存數(shù)據(jù)，并將其分成兩組，其中由三片fifo進(jìn)行字寬擴(kuò)展，圖2所示是其緩存?zhèn)鬏斒疽鈭D。按照這種設(shè)計(jì)，其字寬可達(dá)27位，可以傳輸24位數(shù)據(jù)和兩個(gè)otr位。