1.一种基于梯形波的超声脉冲激励信号的波形产生系统,其特征在于,包括依次连接的上位机、控制芯片、DAC转换芯片和低通滤波器,所述控制芯片内通过逻辑设置能够实现基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法,进而实现超声脉冲激励信号的递归运算及信号合成;
所述控制芯片内部为每一路梯形波配置一套递归式梯形波发生单元,每一套梯形波发生单元包括依次连接数据累加组件(1)和梯形波变换组件(2);所述数据累加组件(1)递归产生累加数据,梯形波变换组件(2)将数据累加组件(1)所产生的累加数据变换成梯形波数据;每个梯形波变换组件(2)的输出连接加法组件(3),加法组件(3)将所有梯形波变换组件(2)产生的梯形波分量叠加得到所需的合成数据;
所述数据累加组件(1)包括加法器(11)、减法器(12)、数据选择器(13)和寄存器(14);
加法器(11)的输入端分别输入累加步进Δu和累加数据;加法器(11)的输出端分别连接减法器(12)和数据选择器(13)的第1路数据输入端;减法器(12)的输入端还输入锯齿波最大值Amax,减法器(12)的运算结果输出端连接第2路数据选择器(13)的数据输入端,同时减法器(12)的借位状态输出同时接数据选择器(13)的控制输入端,数据选择器(13)的第3路数据输入端连接锯齿波初始数据u(0)输入,数据选择器(13)的输出端连接寄存器(14)的输入端,寄存器(14)用以保存并输出累加运算的结果;
数据选择器(13)根据系统工作使能和减法器(12)输出的减法借位状态选择适当的数据,选择的规则为:当系统运行使能无效时,选择第3路数据输入,即锯齿波初始数据u(0);
当系统运行使能有效且减法器(12)的减法运算中累加数据小于其最大值Amax时,选择第1路数据输入,即加法器(11)的输出;当系统运行使能有效且减法器(12)的减法运算中累加数据大于其最大值Amax时,选择第2路数据输入,即减法器(12)差值输出。
2.一种基于权利要求1所述基于梯形波的超声脉冲激励信号的波形产生系统的超声脉冲激励信号合成方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,将超声脉冲激励信号分解为若干个正弦波分量,并确定各正弦波分量的参数;
步骤2,将每个正弦波分量分解为若干个梯形波分量,并确定各梯形波的频率、幅值、初始相位;
步骤3,根据各梯形波的频率、幅值和初始相位建立梯形波递归发生公式;
步骤4,利用梯形波递归发生公式分别对各梯形波分量进行递归运算,获得每个梯形波分量各采样点瞬时数据;
步骤5,将所有梯形波递归运算结果进行叠加并输入数字模拟转换器DAC中,得到超声脉冲激励信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法,其特征在于,所述步骤1中采用傅里叶变换将超声脉冲激励信号分解为若干个正弦波分量。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法,其特征在于,所述正弦波分量的参数包括频率ω、幅值A及初始相位
5.根据权利要求4所述的一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法,其特征在于,建立所述梯形波的递归发生公式的方法为:u(i)=mod[u(i‑1)+Δu,Amax]
其中,u(i)为累加数据,st(i)为梯形波第i个采样点的瞬时数据,i为采样序号,i>0;
Amax为累加数据上限,Amax=6At,At为梯形波幅值;Δu为u(i)的累加步进, ωt为梯形波频率,ωc为合成系统采样频率;累加数据初始值为为梯形波初始相位;mod(x,y)为求余函数,即得到x除以y的余数。