طراحي و ساخت سيستم چند فركانسيECT بهبوديافته براي آشكارسازي خرابي‌هاي سطحي در اجسام رسانا

كارشناسي ارشد

در اين پايان‌نامه سامانه‌اي براي انجام آزمون جريان‌گردابي طراحي و پياده‌سازي شده است. معماري اين سامانه به صورت بخش‌بخش بوده و بخش ديجيتال و بخش آنالوگ براي انعطاف‌پذيري بيشتر جداگانه پياده‌سازي شده‌اند. هدف از اين طرح ساخت سامانه‌اي با قدرت پردازشي لازم براي محاسبات آزمون جريان‌گردابي، انعطاف‌پذيري براي انجام آزمايش‌هاي آتي و بي‌نيازي اين سامانه از سامانه‌ي پردازشي ثانويه است. در اين سامانه سيگنال آنالوگ تحريك از طريق يك مبدل داده‌ي ديجيتال به آنالوگ توليد مي‌شود كه بدين وسيله هر شكل سيگنال دلخواهي قابل توليد خواهد بود و براي تغيير سيگنال تحريك نيازي به تغيير در سخت‌افزار نيست. از طرفي با اينكار قابليت انجام انواع آزمون‌ها از جمله جاروب بسامدي، روش تحريك پالس و تحريك چند بسامدي نيز به سامانه داده مي‌شود. سيگنال بازگشتي به صورت مستقيم توسط مبدل آنالوگ به ديجيتال خوانده مي‌شود كه اين ساختار قابليت پردازش‌هاي ديجيتال روي سيگنال را افزايش داده است. استفاده از سامانه بر تراشه‌ي ZynQ با توجه به وجود FPGA و دو هسته‌ي پردازشي، قابليت اجراي سيستم عامل نهفته را به سامانه‌ي آزمون مي‌دهد و نتايج بدون نياز به واحد ثانويه مستقيما روي نمايشگر سامانه به نمايش درآيد. وجود FPGA در اين سامانه انعطاف‌پذيري بيشتري براي پردازش‌هاي موازي لازم براي انجام آزمون را به سامانه مي‌دهد. در اين طرح، سامانه‌ طراحي و پياده‌سازي شد و نتايج صحت عملكرد آن مورد بررسي قرار گرفته و توانايي‌هاي آن با كارهاي مشابه مقايسه گرديد. توان مصرفي كل سامانه در حالت آماده‌به‌كار 5.2 وات و پهناي باند ورودي آنالوگ آن 50.2 مگاهرتز، دقت ديجيتال موثر 11.7 بيت و نسبت سيگنال به نويز 75.783 دسي‌بل است. پهناي باند خروجي سامانه 31.1 مگاهرتز با نسبت سيگنال به نويز 76.2 دسي‌بل و حداكثر توان خروجي 5 وات با حداكثر دامنه‌ي ولتاژ 20 ولت قله‌به‌قله براي هر كانال است. مسيرهاي آنالوگ ورودي و خروجي داراي تقويت‌كننده‌ي قابل برنامه‌ريزي ديجيتال 6 بيتي با گام تقويت 0.5 دسي‌بل هستند. سامانه 1 گيگابايت حافظه‌ي موقت از نوع LPDDR3 با گذردهي داده‌ي 34.112 گيگابيت بر ثانيه دارد. عرض الگوي‌چشم ارتباط تراشه پردازشي با حافظه‌ي موقت 75.0% و انحراف از مركز 2.1% در بسامد 1066 مگاهرتز است. بخش ديجيتال سامانه روي برد مدارچاپي با 8 لايه‌ي رسانا با و بخش آنالوگ روي برد مدارچاپي با 4 لايه‌ي رسانا پياده‌سازي شده است.

210622

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق گرايش سيستم‌هاي الكترونيك ديجيتال

علي صدر