超声波流量计 超声波换能器性能开发及设计与实现三十五

4．1系统整体结构

根据3．2节中超声波换能器性能检测系统的设计方案，（超声波流量计）系统以FPGA为控制核心，以USB2．0实现数据传输，在LabVIEW环境下开发应用程序。系统硬件包括信号接收与调理电路、A／D转换电路、存储电路、配置电路、JTAG电路、USB接口电路、电源电路等。超声波换能器性能检测系统总体硬件框图如图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转换控制器采用的AD9201，SRAM采用的是IDTlV416，USB接口芯片采用的是Cypress公司FX2系列的CY7C68013。

超声波换能器性能检测系统的工作过程为：换能器的振动信息由压电加速度传感器将加速度信号转换为电压信号：电压信号经过信号接收与调理后进入高速A／D转换器AD9201的转换通道；FPGA控制器XC2S50对来自AD9201转换后输出的数字信号量进行采集和数据预处理，然后通过USB2．0协议与PC机进行数据、指令以及状态信息的传递与交流；在PC机用户应用程序中综合分析所采集到的数据，经过合理的算法处理，最终得到性能参数检测结果，以数据或曲线的形式显示出来，同时对重要的数据记录存储。