CN100495020C - 多通道混凝土超声信号处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道混凝土超声信号处理装置，包括第一衰减电路，第一衰减电路分别连接第一选择放大电路和第三选择放大电路，第一选择放大电路与逻辑控制电路相连，逻辑控制电路还分别与第二衰减电路、第二选择放大电路、第四选择放大电路、第三选择放大电路和PCI控制器相连，第四选择放大电路和第二衰减电路连接，第二衰减电路和第二选择放大电路连接。本发明不仅可以实现传统的单通道数据采集，还可实现4路信号的并行采集，和24路信号的同步接收，使得超声信号检测仪实现层析成像成为可能，同时也大大提高了检测效率和检测精度。

Description

多通道混凝土超声信号处理装置
技术领域
本发明涉及一种检测混凝土内部特性的智能仪器，特别涉及一种多通道混凝土超声信号处理装置。
背景技术
目前，典型的混凝土超声检测仪器都具有单通道采集或双通道并行采集功能，其超声信号处理装置多是由衰减电路、放大电路、组合而成，模拟信号经过超声信号处理装置转换成符合AD采集卡要求的输入信号，模拟信号输入通道是单通道或双通道的，这样，信号采集时，只能进行单通道采集或多通道并行采集，由此导致了超声检测仪器只能对所接收的一维信号进行分析处理和人工判读，工作效率低，可靠性。由于混凝土是由水泥、沙、粗骨散粒料组成的混合材料，同时由于实际检测中检测条件环境复杂，影响因素多，直接从一维接收信号中比较确定地获得关于混凝土的内部质量的描述还存在相当大的难度和不确定性。此外，传统的信号处理装置多是通过ISA总线、并行接口与计算机进行通信，传输速率低，影响了信号的高速传输。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种多通道混凝土超声信号处理装置，该超声信号处理装置不仅可以实现传统的单通道数据采集，还可实现4路信号的并行采集，和24路信号的同步接收，使得超声信号检测仪实现层析成像成为可能，同时也大大提高了检测效率和检测精度。
本发明的技术方案是这样实现的：包括第一衰减电路，第一衰减电路分别连接第一选择放大电路和第三选择放大电路，第一选择放大电路与逻辑控制电路相连，逻辑控制电路还分别与第二衰减电路、第二选择放大电路、第四选择放大电路、第三选择放大电路和PCI控制器相连，第四选择放大电路和第二衰减电路连接，第二衰减电路和第二选择放大电路连接。
所述的衰减电路包括一继电器U1，继电器U1通过引脚与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极连接电阻R2，电阻R2连接可编程逻辑器件U11，电阻R3连接三极管Q1的射极和电阻R2。电阻R1和电容C1并联在继电器U1的引脚上，电阻R4和电容C2并联在继电器U1的引脚上。继电器U1的引脚与多路选择器U3的输入端S1连接，多路选择器U3的引脚与可编程逻辑器件U11连接，多路选择器U3的引脚连接可变增益放大器U4的引脚，可变增益放大器U4的引脚与可编程逻辑器件U11连接，电阻R7连接多路选择器U3的引脚，电阻R8连接可变增益放大器U4的引脚，电阻R9连接可变增益放大器U4的引脚。继电器U1的引脚与多路选择器U5的输入端S1连接，多路选择器U5的引脚与可编程逻辑器件U11连接，多路选择器U5的引脚连接可变增益放大器U6的引脚，可变增益放大器U6的引脚与可编程逻辑器件U11连接，电阻R10连接多路选择器U5的引脚，电阻R11连接可变增益放大器U6的引脚7，电阻R12连接可变增益放大器U6的引脚。
所述的继电器U1采用TQ2。
多路选择器U3、多路选择器U5均采用ADG508F。
可变增益放大器U4、可变增益放大器U6采用PGA202。
本发明提供24路模拟通道，通过4个多路选择器对24路模拟信号进行分时复用，对选中的模拟信号通道进行衰减、放大等处理，衰减电路通过继电器和三极管实现衰减倍数的选择，4个放大器分别对4个多路选择器选中通道的模拟信号进行放大。使用可编程逻辑器件实现整个信号处理装置的时序控制和逻辑译码，PCI控制器实现信号处理卡与计算机的接口。该信号处理装置不仅可以实现传统的单通道数据采集，还可实现4路信号的并行采集，和24路信号的同步接收，采用PCI总线与计算机接口，传输速度快、支持并行工作方式，使信号处理装置可以与CPU并行工作。
附图说明
图1是本发明原理结构图
图2是本发明电路图。
图3是图2的后续图。
具体实施方式
参照图1所示，包括第一衰减电路1，第一衰减电路1分别连接第一选择放大电路2和第三选择放大电路6，第一选择放大电路2与逻辑控制电路4相连，逻辑控制电路4还分别与第二衰减电路8、第二选择放大电路5、第四选择放大电路7、第三选择放大电路6和PCI控制器3相连，第四选择放大电路7和第二衰减电路8连接，第二衰减电路8和第二选择放大电路5连接。
参照图2、3所示，继电器U1通过引脚10与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极连接电阻R2，电阻R2连接可编程逻辑器件U11，电阻R3连接三极管Q1的射极和电阻R2。电阻R1和电容C1并联在继电器U1的引脚2和4，电阻R4和电容C2并联在继电器U1的引脚7和9。继电器U1的引脚3与多路选择器U3的输入端S1连接，多路选择器U3的引脚A0、A1、A2与可编程逻辑器件U11连接，多路选择器U3的引脚8连接可变增益放大器U4的引脚8，可变增益放大器U4的引脚A0、A1与可编程逻辑器件U11连接，电阻R7连接多路选择器U3的引脚8，电阻R8连接可变增益放大器U4的引脚7，电阻R9连接可变增益放大器U4的引脚12。继电器U1的引脚8与多路选择器U5的输入端S1连接，多路选择器U5的引脚A0、A1、A2与可编程逻辑器件U11连接，多路选择器U5的引脚8连接可变增益放大器U6的引脚8，可变增益放大器U6的引脚A0、A1与可编程逻辑器件U11连接，电阻R10连接多路选择器U5的引脚8，电阻R11连接可变增益放大器U6的引脚7，电阻R12连接可变增益放大器U6的引脚12。可编程逻辑器件U11连接PCI控制器U12，PCI控制器连接P1。
工作过程为：两路模拟信号首先进入继电器U3，电阻R1、电容C1与电阻R7构成10∶1分压网络，可编程逻辑器件U11通过三极管Q1控制继电器，可以方便地选择对两路模拟信号的衰减，经过衰减的信号进入多路选择器U1。本超声信号处理卡拥有24路模拟通道，每6路共用一个多路选择器。因此，前六路连接多路选择器U3，其中，只有第一路模拟信号可以进行衰减，其他五路直接连接多路选择器U3。多路选择器U3通过改变加在A0、A1、A2引脚的逻辑电平，选择不同的通道。多路选择器U3的引脚A0、A1、A2与可编程逻辑器件U11连接，被选中通道输入的信号由引脚D输出。输出的信号进入可变增益放大器U4，可变增益放大器U4的引脚A0、A1与可编程逻辑器件U11连接，通过改变加在A0和A1的逻辑电平，可以选择不同的放大倍数。处理后的模拟信号由可变增益放大器U4的输出端输出。可编程逻辑器件U11作为控制中心，实现译码和逻辑控制。可编程逻辑器件U11通过12位地址总线和8位数据总线接收从PCI控制器U12传送过来的计算机命令，对其进行译码，根据命令产生相应的控制或触发信号。

Claims (5)

1.多通道混凝土超声信号处理装置，包括第一衰减电路(1)，其特征在于，第一衰减电路(1)分别连接第一选择放大电路(2)和第三选择放大电路(6)，第一选择放大电路(2)与逻辑控制电路(4)相连，逻辑控制电路(4)还分别与第二衰减电路(8)、第二选择放大电路(5)、第四选择放大电路(7)、第三选择放大电路(6)和PCI控制器(3)相连，第四选择放大电路(7)和第二衰减电路(8)连接，第二衰减电路(8)和第二选择放大电路(5)连接。
2、根据权利要求1所述的多通道混凝土超声信号处理装置，其特征在于，所述的第一衰减电路(1)包括一继电器U1，继电器U1通过引脚10与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极连接电阻R2，电阻R2连接可编程逻辑器件U11，电阻R3连接三极管Q1的射极和电阻R2，电阻R1和电容C1并联在继电器U1的引脚2、4，电阻R4和电容C2并联在继电器U1的引脚7、9上，继电器U1的引脚3与多路选择器U3的输入端S1连接，多路选择器U3的引脚A0、A1、A2与可编程逻辑器件U11连接，多路选择器U3的引脚8连接可变增益放大器U4的引脚8，可变增益放大器U4的引脚A0、A1与可编程逻辑器件U11连接，电阻R7连接多路选择器U3的引脚8，电阻R8连接可变增益放大器U4的引脚7，电阻R9连接可变增益放大器U4的引脚12，继电器U1的引脚8与多路选择器U5的输入端S1连接，多路选择器U5的引脚A0、A1、A2与可编程逻辑器件U11连接，多路选择器U5的引脚8连接可变增益放大器U6的引脚8，可变增益放大器U6的引脚A0、A1与可编程逻辑器件U11连接，电阻R10连接多路选择器U5的引脚8，电阻R11U6的引脚7，电阻R12连接可变增益放大器U6的引脚12。
3、根据权利要求2所述的多通道混凝土超声信号处理装置，其特征在于，所述的继电器U1采用TQ2。
4、根据权利要求2所述的多通道混凝土超声信号处理装置，其特征在于，多路选择器U3、多路选择器U5均采用ADG508F。
5、根据权利要求2所述的多通道混凝土超声信号处理装置，其特征在于，可变增益放大器U4、可变增益放大器U6采用PGA202。
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