剖面聲納多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，隨著海洋開(kāi)發(fā)和水下探測(cè)需求的日益增加，高分辨率剖面聲納的研究越來(lái)越受到重視。多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是剖面聲納的重要組成部分，用于對(duì)海底回波信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 本文研究了剖面聲納的工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成及技術(shù)指標(biāo)，掌握了剖面聲納數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，在其基礎(chǔ)上研制了一套剖面聲納多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 本文對(duì)水聲信號(hào)接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和研究，學(xué)習(xí)了水聲接收機(jī)設(shè)計(jì)理論。論證了

2、剖面聲納信號(hào)接收與調(diào)理方案。設(shè)計(jì)了多通道水聲信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的放大、濾波及差分轉(zhuǎn)換等功能，為信號(hào)的數(shù)字量化采集打下了基礎(chǔ)。并且對(duì)多通道數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行了理論研究，研制了多通道數(shù)據(jù)采集板硬件電路，這其中包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)緩沖電路、主控FPGA電路、DSP數(shù)據(jù)校驗(yàn)電路及數(shù)據(jù)傳輸電路。 本文完成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩片F(xiàn)PGA的內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)。對(duì)數(shù)據(jù)采集板上FPGA編程，通過(guò)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和D觸發(fā)器的邏輯控制實(shí)現(xiàn)

3、了對(duì)信號(hào)同步采集、分時(shí)順序上傳的功能。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的打包和符號(hào)位擴(kuò)展。完成了基于CY78923/933芯片的數(shù)據(jù)傳輸控制邏輯。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的研究，基于對(duì)數(shù)據(jù)處理板上FPGA的編程，完成接收數(shù)據(jù)的重新排列與分時(shí)傳輸。 通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的FPGA和DSP編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)AD采集數(shù)據(jù)的校驗(yàn)功能。 在多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟、硬件研制完成后，與后端數(shù)據(jù)處理板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室電聯(lián)調(diào)，經(jīng)測(cè)試，各項(xiàng)功能指標(biāo)符合剖面聲納的設(shè)計(jì)要求。