DSP技术在涡流信号处理中的应用

　　1　前言

　　近年来随着社会的进步,各领域对质量、安全和可靠性能等的要求越来越高,人们对无损检测技术越来越重视,对它的要求也越来越高,传统的无损检测技术已经远远不能满足这一需求。人们在不断发展新的检测技术理论、创造新的检测手段的同时,在仪器中也不断采用新技术,以提高仪器的性能。以涡流检测仪器为例,随着计算机技术的迅猛发展,虽然也得到快速发展,但就多频多通道仪器来说,仪器的信号滤波和实时性能指标总是不甚理想,一直是个难题急待解决。我们感到DSP数字信号处理技术的发展,使这一难题的解决成为可能。本文就如何在 EEC-39RFT+中成功的应用DSP数字信号处理技术作介绍。

　　八频远场涡流检测仪EEC-39RFT+为了达到实时信号的高速处理,采用了先进的DSP数字信号处理技术,用一片DSP实现对八个通道的信号进行数据采集,将大量的涡流信号和复杂的数据处理如混频运算和数字滤波等让高性能的DSP处理,极大地加快了数据处理速度,实现了实时的工作模式, 一改国内传统的分时方式,克服了效率低,功能不够完善的缺点,提高仪器的综合性能。

　　2　系统组成及基本原理

　　EEC-39RFT+实时八频远场涡流检测仪由八通道检测探头、放大器、相敏检测、平衡滤波、数字相位旋转、可调增益放大、混合单元、A/D转换、DSP芯片、计算机系统等组成。八个通道的探头可用八种不同的频率信号激励,由八个通道的检测探头拾取信号后,经放大,相敏检波、平衡滤波、数字相位旋转、可调增益放大,A/D转换后送计算机系统进行处理,涡流信号同时激励同时接收。此涡流检测设备可附加裂纹测深功能模块及电导率测试功能模块,已进一步提高其综合检测能力及性能指标。

　　3　系统相关的硬件设计

　　DSP芯片采用TI公司最新推出的TMS320C6201,片内有8个并行处理单元,这8个单元共用一个程序计数器和一个控制单元,分为相同的两组,属于两个数据通道。它的体系结构采用超长指令字结构,单指令字长为32bit,8个指令组成一个指令包,总字长为8 32=256bit。芯片内部设置了专门的指令分配模块,可以256bit的指令包同时分配到8个处理单元,并由8个单元同时运行。芯片的最高时钟频率可达到300MHz,通过片内的锁相环将输入时钟倍频获得。当片内的8个处理单元同时运行时,最大处理能力可以达2400MIPS。TMS320C6201主要结构特点包括:

　　●　八个并行的功能模块

　　●　32个通用寄存器

　　●　控制寄存器

　　●　控制逻辑

　　●　取指、指令分配及译码单元

　　●　取指、指令分配、执行、存储多级流水线操作