基于A(yíng)T89S51單片機(jī)的PWM專(zhuān)用信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)

渦流無(wú)損檢測(cè)作為無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用最廣泛的方法之一，具有傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、測(cè)量范圍大、不受油污等介質(zhì)影響、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工、航空等多個(gè)工業(yè)部門(mén)。然而由于受趨膚效應(yīng)的影響，常被限制在對(duì)導(dǎo)體表面及亞表面層的檢測(cè)上，這使其檢測(cè)應(yīng)用范圍受到了很大的限制。但是，若檢測(cè)線(xiàn)圈在脈沖激勵(lì)作用下，因脈沖信號(hào)中含有豐富、連續(xù)的頻率成分，所以檢測(cè)線(xiàn)圈中所得到的信息不僅包含了被檢測(cè)試件的表面、亞表面信息，還包含其深度信息，能夠?qū)Σ馁|(zhì)以及缺陷進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。而脈沖信號(hào)的波形、頻率、幅值、占空比等參數(shù)的改變對(duì)檢測(cè)結(jié)果有著不同的影響。因此為了獲得不同的脈沖激勵(lì)下的檢測(cè)結(jié)果。特制作了這一專(zhuān)用高精度大功率脈沖信號(hào)發(fā)生器。

2硬件設(shè)計(jì)

為滿(mǎn)足試驗(yàn)要求，該信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)目的是能產(chǎn)生多個(gè)波形，且頻率，電壓，占空比均可以調(diào)節(jié)的高精度，大功率脈沖信號(hào)。該信號(hào)發(fā)生器的硬件部分：通過(guò)單片機(jī)控制數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片輸出不同的波形，再經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大以及高頻模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行波形整形得到較為完美的波形后，再用一組達(dá)林頓管進(jìn)行電流放大得到較大功率的脈沖信號(hào)。系統(tǒng)硬件框圖如圖1示。

圖6主程序流程圖

圖7PWM子程序流程圖


4結(jié)束語(yǔ)

本信號(hào)發(fā)生器與其它相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：①較分立元件信號(hào)發(fā)生器而言，具有頻率高，工作穩(wěn)定，容易調(diào)試等特性；②較專(zhuān)用DDS芯片的信號(hào)發(fā)生器而言，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等特性。

本信號(hào)發(fā)生器各參數(shù)調(diào)節(jié)范圍為：脈沖占空比調(diào)節(jié)范圍為2-100%;電壓調(diào)節(jié)范圍為0-5.0V，步進(jìn)0.02V；頻率調(diào)節(jié)范圍為1KHz-100KHz。通過(guò)對(duì)軟件硬件的調(diào)試和檢測(cè)表明，該系統(tǒng)的軟件和硬件均能夠很好的工作，能夠滿(mǎn)足脈沖渦流探傷實(shí)驗(yàn)的特殊要求。且由于采用鍵盤(pán)調(diào)節(jié)方式以及專(zhuān)用的LED顯示，使我們的實(shí)驗(yàn)更加方便。但由于DAC0832芯片的建立時(shí)間的限制（其建立時(shí)間為1μs），即使使用高頻模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行波形整形，其輸出波形仍然不夠完美。但若將DAC0832用其他建立時(shí)間較短的D/A轉(zhuǎn)換芯片來(lái)代替，如DAC712,則能夠得到非常完美的波形。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱定華，戴汝平等，單片微機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京交通大學(xué)出版社，清華大學(xué)出版社，2003
[2]International Semiconductor公司：DAC0832技術(shù)資料
[3] International Semiconductor公司：DAC712技術(shù)資料
[4] International Semiconductor公司：LF357技術(shù)資料
[5]MAXIUM公司: MAX4624技術(shù)資料