【摘要】：聲信號采集技術(shù)是數(shù)據(jù)采集技術(shù)的一項(xiàng)重要分支,且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展正逐漸應(yīng)用于各類工業(yè)和民用領(lǐng)域。具有優(yōu)良性能的聲信號采集裝置對于提高聲信號采集和處理系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性極為重要,而目前國內(nèi)外的聲信號采集卡產(chǎn)品在性價比、通用性、靈活性和實(shí)用性上各有不足。因此,本文基于聲信號采集系統(tǒng)的研究,以音頻反無人機(jī)陣列應(yīng)用為例,提出了一種基于千兆以太網(wǎng)的多通道聲信號采集裝置設(shè)計(jì)方案,可以實(shí)現(xiàn)多通道聲信號的同步采樣、快速處理和實(shí)時上傳,且具有一定的靈活性和擴(kuò)展性。本文主要工作如下:1.系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì),明確系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了子板加底板結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)硬件電路,并根據(jù)系統(tǒng)功能和指標(biāo),進(jìn)行關(guān)鍵芯片選型、各電路模塊原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。2.系統(tǒng)FPGA邏輯設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了可以實(shí)現(xiàn)多片級聯(lián)和同步采樣的ADC接口模塊、基于DA結(jié)構(gòu)和LMS算法的可調(diào)參數(shù)字濾波信號處理模塊、基于UDP傳輸協(xié)議和循環(huán)冗余校驗(yàn)的以太網(wǎng)MAC模塊、基于整數(shù)分頻器和Xilinx IP核的時鐘管理模塊,以及實(shí)現(xiàn)上述模塊間連接和控制功能的頂層管理模塊。3.搭建系統(tǒng)軟硬件測試平臺,驗(yàn)證了系統(tǒng)聲信號采集功能、千兆以太網(wǎng)傳輸功能和數(shù)字濾波功能的正確性和有效性。經(jīng)驗(yàn)證,系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)±5V輸入范圍的4通道AC、DC或IEPE模式,最高52.7kHz頻率的聲信號數(shù)據(jù)采集功能,且系統(tǒng)動態(tài)范圍(SFDR)可達(dá)100dB,且可應(yīng)用于基于音頻陣列的反無人機(jī)系統(tǒng)。
【圖文】：

建成本過高，難以實(shí)現(xiàn)大范圍推廣和應(yīng)用。逡逑鳥旮？逡逑圖１．２ＮＩ－９２３４數(shù)據(jù)采集卡逡逑圖１．３研華ＰＣＩＥ－１８０２數(shù)據(jù)采集卡逡逑國內(nèi)在聲信號采集技術(shù)方面的研究相對國外較為薄弱，但目前也有部分合逡逑灣的科技公司推出了邋一些相對較為成熟的產(chǎn)品，如凌華科技的ＵＳＢ－２４０５和研逡逑華公司的ＰＣＩＥ－１８０２。以ＰＣＩＥ－１８０２為例，如圖１．邋３所示，該采集卡最高支持８逡逑通道數(shù)據(jù)采集，±ｌ0Ｖ輸入范圍，板卡最高２１６ｋＳ／ｓ采樣速率，具有１１５ｄＢ動逡逑態(tài)范圍，并且內(nèi)置４ｍＡ或１０ｍＡ內(nèi)置激勵源，支持ＩＥＰＥ傳感器，一般用于聲逡逑Ｉ逡逑４逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑

鳥旮？逡逑圖１．２ＮＩ－９２３４數(shù)據(jù)采集卡逡逑圖１．３研華ＰＣＩＥ－１８０２數(shù)據(jù)采集卡逡逑國內(nèi)在聲信號采集技術(shù)方面的研究相對國外較為薄弱，但目前也有部分合逡逑灣的科技公司推出了邋一些相對較為成熟的產(chǎn)品，如凌華科技的ＵＳＢ－２４０５和研逡逑華公司的ＰＣＩＥ－１８０２。以ＰＣＩＥ－１８０２為例，，如圖１．邋３所示，該采集卡最高支持８逡逑通道數(shù)據(jù)采集，±ｌ0Ｖ輸入范圍，板卡最高２１６ｋＳ／ｓ采樣速率，具有１１５ｄＢ動逡逑態(tài)范圍，并且內(nèi)置４ｍＡ或１０ｍＡ內(nèi)置激勵源，支持ＩＥＰＥ傳感器，一般用于聲逡逑Ｉ逡逑４逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP274.2;TP393.11

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本文編號：2623998