水聽器電信號模擬裝置的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、水聽器作為聲吶設(shè)備的核心器件，能接收水下超聲波信號。該超聲波信號主要用來為船舶定位、測距和導(dǎo)航等。水聽器一般安裝于船舶等航海設(shè)備的底部，因此在進行水聽器信號采集的時候需下到船艙，或者修建專門的水聽器實驗水池，這給實驗帶來了很大的不便，也需要極大的成本開支。由于水聽器輸出信號極為微弱，在微伏級別，所以常規(guī)的信號發(fā)生器雖然功能多樣，但并不能模擬出如此微弱的傳感器信號。而隨著日益增長的海洋發(fā)展需求，對于水聽器的應(yīng)用也越來越多，因此，對水聽器電

2、信號的模擬裝置的需求也顯得極為迫切。
　　本文主要對信號的生成、噪聲的濾除、信號低噪聲衰減和信號采集等內(nèi)容進行了研究。信號生成主要包括頻率合成和幅度控制兩部分。頻率合成主要采用了直接數(shù)字式頻率合成技術(shù)，分析了整個頻率合成過程，并對各個節(jié)點信號頻譜進行了分析。幅度控制方面，采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器來模擬數(shù)字電位計的功能，并通過數(shù)值逼近的方法來完成正弦波和三角波的調(diào)制；在幅度調(diào)制以后由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器量化誤差等原因，輸出信號中含有高階雜散信號，為了

3、使得調(diào)制后的波形更加平滑，信噪比更高，研究設(shè)計了四階巴特沃斯濾波器，本文主要對濾波器平坦度以及相位特性進行了分析；信號衰減網(wǎng)絡(luò)主要完成伏級信號到微伏級別的衰減，論文主要研究了阻容衰減網(wǎng)絡(luò)在通帶內(nèi)的平坦度，元器件本身熱噪聲對輸出信號的影響，以及溫度對該網(wǎng)絡(luò)的影響；反饋信號采集方面，為了能夠更加準(zhǔn)確的采集到輸出信號，同時為了能夠降低軟件消耗，主要研究并實現(xiàn)了從硬件方面實現(xiàn)信號有效值化，使得所有輸出信號都能夠有效值化。通過合理的電路設(shè)計和軟件