基于纖毛式納機(jī)電矢量水聽器的潛標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著海洋資源的開發(fā)，對(duì)海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)日益加強(qiáng)，潛標(biāo)系統(tǒng)由于其能長(zhǎng)時(shí)間、不間斷、大范圍的自動(dòng)監(jiān)測(cè)水下環(huán)境而被廣泛應(yīng)用。在測(cè)量水下聲場(chǎng)的潛標(biāo)系統(tǒng)中，常使用大孔徑的標(biāo)量水聽器陣列來測(cè)量聲場(chǎng)的聲壓，但在低頻和甚低頻段聲場(chǎng)的測(cè)量中，逐漸增加的陣列孔徑在提高系統(tǒng)性能的同時(shí)，也成為了系統(tǒng)應(yīng)用的制約條件。纖毛式納機(jī)電矢量水聽器是一種新型水聲傳感器，具有體積小、成本低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，因此研宄基于納機(jī)電矢量水聽器的潛標(biāo)系統(tǒng)對(duì)于解決陣列孔徑問題具有重要的意

2、義。
　　本文研宄的潛標(biāo)系統(tǒng)為小型淺水潛標(biāo)，利用4元矢量陣列進(jìn)行水下聲場(chǎng)探測(cè)。潛標(biāo)系統(tǒng)有8個(gè)模擬通道，1個(gè)數(shù)字通道，可記錄矢量水聽器的測(cè)量數(shù)據(jù)及主體的姿態(tài)信息，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量為40GBytes，模擬通道采樣速率為10Ksps，探測(cè)信號(hào)頻段范圍為20?2 KHz。論文的主要研宄成果：
　　(1)本文完成了潛標(biāo)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。針對(duì)納機(jī)電矢量水聽器信號(hào)特性設(shè)計(jì)了低噪聲信號(hào)調(diào)理電路并分析了電路噪聲的產(chǎn)生因素及相應(yīng)計(jì)算；系統(tǒng)的闡述了AD

3、C器件特點(diǎn)，文中采用了8通道、16位的高精度A D C進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)了高可靠性的串行通信接口電路；電源管理電路采用無縫轉(zhuǎn)電技術(shù)，擁有多種供電方式，增強(qiáng)了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。
　　(2)針對(duì)應(yīng)用需求，完成了以FPGA為控制核心的關(guān)鍵邏輯設(shè)計(jì)。研宄了A D C的采集時(shí)序和F IF O緩存器的軟件設(shè)計(jì)，給出了具體應(yīng)用方案；文中采用抽樣判決法對(duì)接收信號(hào)消抖，提高了系統(tǒng)的可靠性；闡述了Flash芯片的內(nèi)部架構(gòu)，研宄了Flash芯片的存