超聲波流量計 超聲波換能器性能開發及設計與實現三十五

4．1系統整體結構

根據3．2節中超聲波換能器性能檢測系統的設計方案，（超聲波流量計）系統以FPGA為控制核心，以USB2．0實現數據傳輸，在LabVIEW環境下開發應用程序。系統硬件包括信號接收與調理電路、A／D轉換電路、存儲電路、配置電路、JTAG電路、USB接口電路、電源電路等。超聲波換能器性能檢測系統總體硬件框圖如圖4．1所示，FPGA采用的是Xilinx公司的FPGA芯片XC2S50．PQ208，配置芯片采用的是XCF01S，A／D轉換控制器采用的AD9201，SRAM采用的是IDTlV416，USB接口芯片采用的是Cypress公司FX2系列的CY7C68013。

超聲波換能器性能檢測系統的工作過程為：換能器的振動信息由壓電加速度傳感器將加速度信號轉換為電壓信號：電壓信號經過信號接收與調理后進入高速A／D轉換器AD9201的轉換通道；FPGA控制器XC2S50對來自AD9201轉換后輸出的數字信號量進行采集和數據預處理，然后通過USB2．0協議與PC機進行數據、指令以及狀態信息的傳遞與交流；在PC機用戶應用程序中綜合分析所采集到的數據，經過合理的算法處理，最終得到性能參數檢測結果，以數據或曲線的形式顯示出來，同時對重要的數據記錄存儲。