聲學多普勒剖面儀信號處理系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和新的水體問題出現(xiàn)，水體流速信息監(jiān)測在水資源保護、開發(fā)、利用以及防汛抗旱中得到越來越廣泛地應用。傳統(tǒng)的水體測流方法在實時性和準確性等方面較差，無法滿足現(xiàn)代化水文監(jiān)測的需求。具有先進自動化技術的聲學多普勒流速剖面儀(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP)能夠實時地獲取水體流速信息，且具有準確性高、使用方便和操作簡單等特點。
　　本文在對ADCP的信號處理系統(tǒng)進行研究之后，設計了

2、基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的ADCP信號處理計算單元和軟硬件結合的信號處理系統(tǒng)，并對所設計的信號處理系統(tǒng)進行了驗證分析，結果表明系統(tǒng)可進行快速、準確的水流測速。論文主要的工作內容和成果歸納如下:
　　(1)研究了聲納信號在水中傳播的多普勒效應和復相關測頻原理，提出了基于FPGA的ADCP信號處理計算單元，在該計算單元中設計了具有快速處理能力且資源利用較少的浮點乘法器

3、和有限沖激響應(Finite Impulse Response，F(xiàn)IR)數(shù)字濾波器，該濾波器可進行多路并行濾波，能有效濾除高頻無用信號。
　　(2)研究了ADCP的工作機制，提出了一種基于FPGA的軟硬件結合的設計方法，采用自定義的知識產(chǎn)權(Intellectual Property,IP)核設計底層中需要高計算量和并行處理的運算模塊，同時在Xilinx MicroBlaze軟核中實現(xiàn)流程控制、數(shù)據(jù)調度和命令通信等功能，有效利用了