一种基于CPLD的声发射信号传输系统设计

　　声发射技术是光纤传感技术和声发射技术相结合的产物，是目前声发射技术的发展趋势。它将高灵敏度声发射传感器安装于受力构件表面以形成一定数目的传感器阵列，实时接收和采集来自于材料缺陷的声发射信号，进而通过对这些声发射信号的识别、判断和分析来对材料损伤缺陷进行检测研究并对构件强度、损伤、寿命等进行分析和研究。

　　在实际的构件检测中，现场声源信号通常是在100～800 khz之间的微弱高频信号，而且材料损伤检测、声发射源定位往往需要多个传感器形成传感器阵列，而声发射信号的数据传输系统必须达到640 mbps以上的数据传输能力；并应具有应付突发或长时间数据接收和存储能力。本文就是利用CPLD来实现对声发射信号的采集，从而有效解决了数据的实时传输和存储问题。

　　1 系统方案设计

　　本方案采用fifo存储器构成外部大容量数据缓冲区，而使用pci总线的dma传输方式与微机进行高速数据传输。现场声发射信号经过ad转换和驱动电路驱动后进入pci板卡，然后将部分数据锁存，同时将并行信号转换为串并行信号，通过cpld控制逻辑电路存入fifo。当fifo存储器中的数据到达一定状态时，cpld控制

　　2 fifo数据存储电路设计

　　fifo是一个先人先出的双口缓冲器，为保证整个系统正常工作，fifo存储器允许系统进行dma操作，以提高数据的传输速度。否则，数据传输将达不到传输要求，而且会大大增加cpu的负担，甚至无法同时完成数据的存储。

　　本设计在数据传输系统中采用了六片idt72281芯片来缓存数据，并将其分成两组，其中由三片fifo进行字宽扩展，图2所示是其缓存传输示意图。按照这种设计，其字宽可达27位，可以传输24位数据和两个otr位。