基于PWM调制的水声通信发射机的设计与实现
本文选题:水声发射机 + 脉冲宽度调制 ; 参考:《哈尔滨工程大学》2014年硕士论文
【摘要】:水声发射机是声呐系统的重要组成部分,声呐发射机的性能优劣对整个声呐系统有着重大的影响,本文以水声通信项目为背景,以相移键控调制信号作为信号体制,根据系统的设计与技术指标要求,设计实现了基于PWM(Pulse-Width Modulation)调制的水声通信发射机。本文详细的介绍了 PWM调制技术的基本原理、产生方式、SPWM(Sinusoidal Pulse-Width Modulation)的分类和采样方法等。并对SPWM调制技术的原理进行了Matlab 仿真。深入的研究了发射机的驱动电路、功率放大电路、匹配电路的原理,同时根据水声通信发射机的技术指标,完成了基于PWM调制的水声通信发射机的原理图设计,并根据原理图完成了对发射机PCB电路板的绘制,设计实现了水声通信发射机的硬件电路。深入的研究了相移键控调制技术,相移键控信号的调制与解调。同时使用Matlab软件编写了测试信号的发送和接收处理两部分程序,对发射机进行通信测试,最后统计分析了系统的频率偏移和相位偏移。本文对完成的发射机进行了各项参数的测试以及水池的多次通信系统联调,最后完成了两台通信发射机的设计与调试,满足了通信项目中两节点之间的相互通信要求。验证了发射机满足设计指标,可以安全稳定工作。
[Abstract]:Underwater sonar transmitter is an important part of sonar system. The performance of sonar transmitter has a great influence on the whole sonar system. This paper takes the underwater acoustic communication project as the background and the phase-shift keying modulation signal as the signal system. According to the system design and technical requirements, a underwater acoustic communication transmitter based on PWM(Pulse-Width Modulation modulation is designed and implemented. This paper introduces in detail the basic principle of PWM modulation technology, the classification and sampling methods of SPWMM Sinusoidal Pulse-Width Modulation. The principle of SPWM modulation technology is simulated by Matlab. The principle of driving circuit, power amplifier circuit and matching circuit of transmitter are deeply studied. At the same time, according to the technical specifications of underwater acoustic communication transmitter, the schematic design of underwater acoustic communication transmitter based on PWM modulation is completed. According to the schematic diagram, the PCB circuit board of the transmitter is drawn, and the hardware circuit of the underwater acoustic communication transmitter is designed and realized. The phase shift keying modulation technology and the modulation and demodulation of phase shift keying signal are studied. At the same time, the program of sending and receiving the test signal is written by using Matlab software, and the communication test of the transmitter is carried out. Finally, the frequency offset and phase shift of the system are analyzed statistically. In this paper, the parameters of the transmitter are tested and the multiple communication system of the pool is adjusted. Finally, the design and debugging of the two communication transmitters are completed, which meet the mutual communication requirements between the two nodes in the communication project. It is verified that the transmitter meets the design requirements and can work safely and stably.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.3
【参考文献】
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,本文编号:1944325
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