基于多级半带滤波器的超声相控阵聚焦延时

摘要

建立了基于多级半带滤波器的超声相控阵聚焦延时系统,以提高仪器延时精度.研究了聚焦延时原理与延时算法的实现.首先,采用内插滤波的方法,设计了半带滤波器作为内插滤波器;然后,对8倍内插结构进行了改进,通过多级半带内插滤波器合成技术,将合成后的滤波器分解为8个子滤波器进行同时滤波,使得内插与多相分解可同时进行.最后,通过对延时算法的仿真分析与现场可编程门阵列(FPGA)的实现,验证了此算法的可行性.实验结果表明:该系统在100 MHz采样率的条件下可实现1.25 ns延时精度,与同性能普通有限长单位冲激响应(FIR)内插滤波器相比,运算量最大可减少21.4％.此方案在运算量、计算速度、分辨率、性价比方面均具有较大优势,非常适合于实时性强、精度高的聚焦延时算法的实现.