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兽用B超系统接收波束合成的实现与仿真

2015年-04月-28日 字体:
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兽用B超系统接收波束合成完成多段动态聚焦、动态变孔径、动态加权求和,信号的处理流程,其中加权变迹变孔径与延迟聚焦的顺序可以相互交换,但由于兽用B超系统的延迟是通过改变存储数据的偏移地址来实现的,为减少数据位宽的截断误差和对存储器的需求量,
兽用B超系统通常的插值算法在实现时先对数据做插0值填充,再后跟一个低通滤波器完成镜像滤除。就兽用B超系统而言,为保证滤波后的线性相位特性,需用FIR滤波器完成,但FIR滤波器的收敛速度较慢,达到滤波通阻带衰减指标的阶数要求较高。同时,由于系统通道数较多,若对每个通道进行滤波处理,所需的硬件乘法器数量非常大,而且若用FPGA片内逻辑单元完成时,由于数据速率较高,较难做到时序收敛。因此,兽用B超系统结合FPGA实现的实际情况,采取线性插值的方式实现,其本质上它也是一种低通滤波器。其设计结构,根据计数器的循环计数从FIFO中读取数据,并在特定计数器时刻锁存至锁存器中,插值平滑滤波部分根据计数器计数值的情况完成插值运算。
以各个通道的数据为标准的正弦波采样,兽用B超系统各个通道信号幅度大小、相位延迟关系实时变化来模拟超声回波信号。接收波束合成的整个仿真。可以看到,经动态聚焦后,各通道数据同相叠加,波束合成后的信号强弱变化明显,符合系统设计的要求。
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