基于A(yíng)T89S51單片機的PWM專(zhuān)用信號發(fā)生器設計

渦流無(wú)損檢測作為無(wú)損檢測應用最廣泛的方法之一，具有傳感器結構簡(jiǎn)單、靈敏度高、測量范圍大、不受油污等介質(zhì)影響、抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應用于冶金、機械、化工、航空等多個(gè)工業(yè)部門(mén)。然而由于受趨膚效應的影響，常被限制在對導體表面及亞表面層的檢測上，這使其檢測應用范圍受到了很大的限制。但是，若檢測線(xiàn)圈在脈沖激勵作用下，因脈沖信號中含有豐富、連續的頻率成分，所以檢測線(xiàn)圈中所得到的信息不僅包含了被檢測試件的表面、亞表面信息，還包含其深度信息，能夠對材質(zhì)以及缺陷進(jìn)行定量評價(jià)。而脈沖信號的波形、頻率、幅值、占空比等參數的改變對檢測結果有著(zhù)不同的影響。因此為了獲得不同的脈沖激勵下的檢測結果。特制作了這一專(zhuān)用高精度大功率脈沖信號發(fā)生器。

2硬件設計

為滿(mǎn)足試驗要求，該信號發(fā)生器的設計目的是能產(chǎn)生多個(gè)波形，且頻率，電壓，占空比均可以調節的高精度，大功率脈沖信號。該信號發(fā)生器的硬件部分：通過(guò)單片機控制數模轉換芯片輸出不同的波形，再經(jīng)過(guò)兩級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，再用一組達林頓管進(jìn)行電流放大得到較大功率的脈沖信號。系統硬件框圖如圖1示。

圖6主程序流程圖

圖7PWM子程序流程圖


4結束語(yǔ)

本信號發(fā)生器與其它相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：①較分立元件信號發(fā)生器而言，具有頻率高，工作穩定，容易調試等特性；②較專(zhuān)用DDS芯片的信號發(fā)生器而言，具有結構簡(jiǎn)單，成本低等特性。

本信號發(fā)生器各參數調節范圍為：脈沖占空比調節范圍為2-100%;電壓調節范圍為0-5.0V，步進(jìn)0.02V；頻率調節范圍為1KHz-100KHz。通過(guò)對軟件硬件的調試和檢測表明，該系統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)驗的特殊要求。且由于采用鍵盤(pán)調節方式以及專(zhuān)用的LED顯示，使我們的實(shí)驗更加方便。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：

[1] 朱定華，戴汝平等，單片微機原理與應用[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