本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的拖曳線列陣數(shù)字化多功能前端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：拖曳線列陣技術(shù)在圍繞海洋的科學(xué)研究、資源開(kāi)發(fā)、工程建設(shè)以及軍事等方面的應(yīng)用非常廣泛。本論文是針對(duì)拖曳線列陣技術(shù)在水聲工程領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用所開(kāi)展的研究工作。在水聲工程領(lǐng)域,一般而言拖曳線列陣是拖曳在母船或水下航行體上,母船或水下航行體是它的載體。拖曳線列陣通過(guò)集成在其拖曳線纜上的各種水聲傳感器,能對(duì)水下聲環(huán)境進(jìn)行探測(cè)。本論文介紹的是一種拖曳在水下航行體上的線列陣,航行體在水下航行過(guò)程,將線列陣拖曳在水下,能接收水下聲信號(hào)并通過(guò)拖曳線纜傳送到水下航行體上,同時(shí)水下航行體也能通過(guò)拖曳線列陣發(fā)射聲信號(hào),拖曳線列陣在它的載體上有特定的適裝環(huán)境和使用環(huán)境要求。因此,在拖曳線列陣的技術(shù)設(shè)計(jì)工作中就需要考慮一些問(wèn)題,例如：拖曳線列陣的使用方便性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、可維護(hù)性、電磁兼容性以及與載體之間的聯(lián)合調(diào)試檢查方法等等。而前端是拖曳線列陣上唯一的電路部件,這些問(wèn)題的解決就必須與前端的技術(shù)設(shè)計(jì)及工程實(shí)現(xiàn)相結(jié)合。一般而言,安裝在拖曳線列陣上的前端其主要功能是對(duì)接收到的聲信號(hào)進(jìn)行放大、抗混疊濾波和數(shù)字化傳輸。而本文所介紹的這種拖曳線列陣前端是以解決一定的工程應(yīng)用問(wèn)題為目的,在傳統(tǒng)拖曳線列陣前端技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。它是一種基于FPGA的拖曳線列陣數(shù)字化多功能前端,與傳統(tǒng)的拖曳線列陣前端相比,除具備上述基本功能之外,還具有以下特點(diǎn)：a)能對(duì)集成在拖曳線列陣線纜上的換能器進(jìn)行在線技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)；b1無(wú)需外部調(diào)試檢查設(shè)備,能實(shí)現(xiàn)拖曳線列陣與載體之間的聯(lián)合調(diào)試檢查；c)能對(duì)拖曳線列陣的水聲信號(hào)接收和發(fā)射信道特性進(jìn)行自適應(yīng)匹配；d)能對(duì)曳線列陣進(jìn)行上電自檢：e)拖曳線列陣與載體之間可自適應(yīng)匹配,不需一一配對(duì)使用。眾所周知,拖曳線列陣在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中易損、易耗,上述針對(duì)拖曳線列陣前端的創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅使得拖曳線列陣在使用過(guò)程中的技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間大大縮短,工作可靠性得到極大提升,也可使得拖曳線列陣日常的檢修、維護(hù)和保養(yǎng)工作效率大大提高。本文介紹的這種基于FPGA的拖曳線列陣數(shù)字化多功能前端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是在對(duì)以下技術(shù)進(jìn)行研究與分析的基礎(chǔ)上開(kāi)展的。a)基于拖曳線列陣的數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)；b)智能儀器檢測(cè)技術(shù)；c)遠(yuǎn)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信接口技術(shù)；d)水聲換能器技術(shù)；e)水聲數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)；f) FPGA設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)。在此基礎(chǔ)上根據(jù)該拖曳線列陣前端的具體功能需求,設(shè)計(jì)具體的解決方案,并開(kāi)展相關(guān)的技術(shù)設(shè)計(jì)工作,最終在工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：拖曳線列陣 數(shù)字化多功能前端 FPGA 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB56;TN791
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-15
• 1.1 研究工作的背景與意義12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新13-14
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第二章 數(shù)字化多功能前端的系統(tǒng)組成及原理15-22
• 2.1 拖曳線列陣構(gòu)成15
• 2.2 拖曳線列陣系統(tǒng)工作原理15-17
• 2.3 數(shù)字化多功能前端的組成17
• 2.4 數(shù)字化多功能前端的主要功能要求17-20
• 2.4.1 電源供電要求17
• 2.4.2 通信接口功能17-18
• 2.4.3 阻抗檢測(cè)功能18
• 2.4.4 模擬信號(hào)放大及濾波功能18
• 2.4.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換功能18-19
• 2.4.6 在線頻率均衡功能19
• 2.4.7 自檢功能19
• 2.4.8 調(diào)試信號(hào)產(chǎn)生功能19
• 2.4.9 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能19
• 2.4.10 數(shù)字信號(hào)處理功能19-20
• 2.4.11 控制與選擇功能20
• 2.4.12 外形結(jié)構(gòu)尺寸20
• 2.5 數(shù)字化多功能前端工作原理20-21
• 2.5.1 上電自檢狀態(tài)20-21
• 2.5.2 聯(lián)機(jī)調(diào)試檢查狀態(tài)21
• 2.5.3 正常工作狀態(tài)21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第三章 數(shù)字化多功能前端硬件方案設(shè)計(jì)22-53
• 3.1 多功能前端模擬電路部分硬件方案設(shè)計(jì)22-41
• 3.1.1 模擬信號(hào)差分輸入及放大功能模塊方案設(shè)計(jì)23-26
• 3.1.2 模擬濾波功能模塊26-31
• 3.1.3 A/D轉(zhuǎn)換功能模塊31-34
• 3.1.4 阻抗檢測(cè)功能模塊34-37
• 3.1.5 調(diào)試信號(hào)產(chǎn)生功能模塊37-41
• 3.2 多功能前端數(shù)字電路部分硬件方案設(shè)計(jì)41-51
• 3.2.1 專(zhuān)用串行數(shù)字流信號(hào)接口功能模塊41-44
• 3.2.2 RS-485通信接口功能模塊44-45
• 3.2.3 數(shù)據(jù)非易失存儲(chǔ)功能模塊45-47
• 3.2.4 基于FPGA的數(shù)據(jù)處理、控制與選擇功能模塊47-51
• 3.2.5 電源供電模塊方案設(shè)計(jì)51
• 3.3 本章小結(jié)51-53
• 第四章 數(shù)字化多功能前端軟件設(shè)計(jì)53-64
• 4.1 數(shù)字化多功能前端軟件需求規(guī)格說(shuō)明53-55
• 4.1.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境53
• 4.1.2 軟件外部接口53-54
• 4.1.3 軟件功能要求54
• 4.1.4 數(shù)據(jù)元素54
• 4.1.5 軟件容量54
• 4.1.6 軟件的合格性需求54-55
• 4.2 數(shù)字化多功能前端軟件技術(shù)設(shè)計(jì)55-62
• 4.2.1 系統(tǒng)狀態(tài)和模式55
• 4.2.2 FPGA軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明55-57
• 4.2.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)57-62
• 4.3 數(shù)字化多功能前端軟件功能測(cè)試62-63
• 4.3.1 測(cè)試設(shè)備與專(zhuān)用測(cè)試部件62
• 4.3.2 測(cè)試設(shè)備的連接方法62-63
• 4.3.3 測(cè)試方法63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 數(shù)字化多功能前端試制、調(diào)試及應(yīng)用64-73
• 5.1 數(shù)字化多功能前端試制與組裝64
• 5.2 數(shù)字化多功能前端調(diào)試64-72
• 5.2.1 調(diào)試內(nèi)容64-65
• 5.2.2 調(diào)試方法65-72
• 5.3 數(shù)字化多功能前端應(yīng)用情況72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 全文總結(jié)與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 后續(xù)工作展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果79-80
• 附錄80

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：605718