PWM脉宽调制驱动器应用于超声无损检测技术中的噪声研究

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PWM脉宽调制驱动器应用于超声无损检测技术中的噪声研究

作者：秦华容王俊涛罗玉文

来源：《科技视界》2016年第14期

【摘要】在超声无损检测系统中，PWM脉宽驱动器工作时会对超声检测信号产生强烈的电磁干扰，本文作者基于自主研发的两轴超声自动扫查装置，进行了大量实验，最终设计出一种LCL滤波器可以有效降低PWM脉宽驱动器噪声工作时对超声信号产生的电磁干扰，并在

实际工作中得到应用，为超声无损检测系统中驱动器的选型提供了依据。

【关键词】超声检测设备；PWM脉宽驱动器；LCL滤波器

随着微电子学和计算机技术的发展及电气自动化水平的不断提高，自动超声无损检测系统应运而生。它将自动化设备和超声无损探伤设备完美结合在一起，实现了大面积的超声自动扫查，提高了检测数据的准确性和可靠性，得到的数字图像能够更加直观地对缺陷进行识别和判断[1]。

1 超声检测系统噪声来源

自动超声检测系统工作过程中，超声信号极易受到各种噪声的干扰，这些噪声主要为声学噪声（即材料的结构噪声）和非声学噪声。以下主要研究检测系统中由PWM脉宽调制驱动器产生的噪声和有效解决办法。

PWM脉宽调制驱动器以其高效、高智能化、小体积等优点，目前已经广泛应用于各种超声自动化检测设备中，其中PWM脉宽调制驱动器就是系统的一个很强的干扰源，脉宽调制型驱动器通过调节电能的脉冲宽度来实现电压或者电流的控制，而脉冲宽度的调节是通过晶体管的高速开通和关断来实现[2]。在晶体管开通和关断过程中，流经晶体管的电流产生了以开关

频率为基频的高频噪声，其频率范围从20K至30M之间，这些电磁噪声严重干扰着超声检测系统，使得检测效率大大降低。

为了得到准确可靠的检测结果，必须对脉宽驱动器产生的高频噪声采取相应的抑制措施。首先可以通过硬件的方法来消除或抑制干扰，如屏蔽、接地、隔离等，但采用这些抑制措施后，采集到的超声信号中仍有一些高频噪声，需要通过设计滤波器的方法进行处理。

2 滤波器设计

2.1 滤波器介绍