空气中同时比较法水听器自动校准系统设计

发布时间：2020-06-06 08:54

【摘要】：随着社会不断发展,陆地资源趋于匮乏,而大量的海洋资源则是处于待开发状态。先进海洋探测装备是开发利用海洋资源的基础。声纳作为目前水下通信、探测等应用的主要设备,在海洋开发中拥有着不可替代的地位。随着海洋开发的热潮,生产水声换能器的厂家和水声换能器的种类也变得更多。如何准确地对水听器进行校准成为人们关注的重点之一。根据对水听器校准的需求,本文设计一款四通道低频水听器灵敏度校准系统,可以在空气中用同时比较法实现水听器大批量快速的测量。对水听器在待测点产生的开路电压信号进行同步采集,而后将数据打包上传到上位机并由上位机对数据进行处理分析。论文主要内容包括三部分,系统方案设计、硬件平台搭建、配套软件编写。系统总体设计方案包括论文背景及现状的研究、测量原理的计算分析,然后提出系统的主要技术指标。系统的硬件平台根据其功能的不同可以划分为模拟信号调理、数字控制处理、直流电阻测量、功率放大四个单元。四个单元又可细分为八个模块。其中,数字核心控制模块采用DSP控制整个硬件电路,并通过USB接口模块与上位机进行通信。系统的信号调理模块可以自动调整各个通道的放大倍数。信号采集模块包括模拟信号/数字信号转换(A/D)和RAM两部分,负责信号的模数转换和存储。信号生成模块负责自检信号的产生,以及在水听器测量时推动喇叭发声。软件系统开发工作包括编写各个硬件模块程序,以及编写显控界面程序。显控界面可实现系统自检、水听器灵敏度级测量等多种功能、对数据的保存与回放以及报告生成等功能。在软硬件都完成的情况下,对各模块的功能进行了独立测试。最后,进行系统整机装箱和实地的灵敏度级测量实验。实验结果证明,系统可稳定工作,各项指标符合预期的设计要求。
【图文】：

系统整体

哈尔滨工程大学硕士学位论文降采样处理。为了实现大量数据的存储，，系统选用了一款 4Mbit 的静态DSP 与计算机的数据传输，系统选取了常用的 USB 接口进行通信。由于功能，并且需要产生单频或扫频的信号，该信号经过功率放大后驱动喇了一块 DDS 芯片。DSP 控制信号生成模块，让其产生幅度可控、频率。直流电阻测量单元则是通过串行接口与计算机相连。

供电电路

与电源芯片组合的方式对系统进行种型号的工业级开关电源，分别可电压，系统还选用了美国国家半导体7809 以及 Texas Instruments（TI）公可将交流 220V 市电转换为±18V 直模块的供电需求，系统选用 LM780，再使用隔离型 DC-DC 模块将 LM7的市电转换为+5V。TPS767D301 芯号调理单元和数字控制处理单元的表 2.1 电源芯片的主要性能指标厂家输入电压输出电压 miconductor 11.5 ~ 24V 8.6 ~ 9.4V struments 4.5 ~ 7.5V 1 ~ 3.3V
【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】：2018
【分类号】：TB565.1

【参考文献】