聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP）是一種利用超聲信號(hào)的多普勒效應(yīng)和超聲測(cè)距原理,來測(cè)量水流斷面不同層面的流速的裝置。在海洋洋流觀測(cè)和河流流量測(cè)量中廣泛應(yīng)用。目前國(guó)外數(shù)字ADCP技術(shù)發(fā)展比較成熟,而國(guó)內(nèi)目前還沒有商用產(chǎn)品推出,所以研究發(fā)展我國(guó)自己的ADCP技術(shù)產(chǎn)品很有必要。由于處理器運(yùn)算性能和功耗的限制,傳統(tǒng)ADCP算法和系統(tǒng)主要通過模擬電路來實(shí)現(xiàn)。隨著DSP運(yùn)算性能的提升和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的分辨率和采樣率的提升,人們更加希望將信號(hào)的運(yùn)算盡可能的放在數(shù)字端進(jìn)行。這樣可以簡(jiǎn)化模擬鏈路端的復(fù)雜度,提高系統(tǒng)的通用性、靈活性和穩(wěn)定性。作者經(jīng)過調(diào)研分析,在充分了解了ADCP技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上,確定了本文ADCP信號(hào)處理系統(tǒng)的研發(fā)方案。采用了具有并行高速處理能力的FPGA技術(shù)和功能強(qiáng)大的DSP信號(hào)處理技術(shù)。利用短時(shí)功率譜估計(jì)算法——復(fù)自相關(guān)算法和AR功率譜估計(jì)算法。利用超外差技術(shù),TGA放大器技術(shù),超聲功率驅(qū)動(dòng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻小信號(hào)的提取、放大和傳輸。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的原理電路,PCB電路板,完成了硬件制作,并設(shè)計(jì)了計(jì)算流程,編寫了相應(yīng)的軟件程序,最終完成了實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面的數(shù)字ADCP信號(hào)處理系統(tǒng)。對(duì)制作... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

TMS320C6748芯片內(nèi)部部件圖

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文2-9 為 PGA 芯片的內(nèi)部原理圖，內(nèi)部集成了 SPI 數(shù)字接口，模擬開關(guān)和放大器元，通過 SPI 通信協(xié)議向 PGA112 芯片發(fā)送不同的增益指令，PGA112 芯片的大增益將會(huì)改變。使用集成的編程增益芯片配合 FPGA 的控制，實(shí)現(xiàn)的 TGA有體積小，控制靈活，調(diào)試難度低等特點(diǎn)。

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文LC 選頻放大電路放大。然后通過混頻器變頻，混頻器的本振是通過 AD9834 DD芯片產(chǎn)生的。AD9834 的控制接口是和 FPGA 連接在一起，通過 FPGA 產(chǎn)生時(shí)序可以控制 AD9834 的輸出頻率。經(jīng)過混頻以后的信號(hào)信號(hào)通過無源帶通濾波器BPF1 濾除和頻信號(hào)，剩下系統(tǒng)需要保留的差頻信號(hào)。差頻信號(hào)經(jīng)過中頻放大 TG放大器。TGA 的輸出經(jīng)過有源抗混疊濾波器，然后通過 AD9835 模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集到 FPGA 例化的 FIFO 中。3.2 ADCP 下位機(jī)各模塊電路設(shè)計(jì)3.2.1 信號(hào)采集電路

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]ADCP技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用綜述[J]. 劉彥祥.  海洋測(cè)繪. 2016(02)
[2]基于Modbus協(xié)議的聲學(xué)多普勒流速剖面儀軟件實(shí)現(xiàn)[J]. 劉征宇,陳允鋒,陳夢(mèng)英.  聲學(xué)技術(shù). 2015(03)
[3]基于聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP）的應(yīng)用研究[J]. 陳福春,唐晶晶,康修洪,鄧凌毅.  江西水利科技. 2014(02)
[4]OMAP平臺(tái)嵌入式聲學(xué)多普勒流速剖面儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 石靖鵬,彭東立,朱安玨.  聲學(xué)技術(shù). 2014(03)
[5]常見的功率譜估計(jì)方法及其Matlab仿真[J]. 鄧澤懷,劉波波,李彥良.  電子科技. 2014(02)
[6]聲學(xué)多普勒流速剖面儀在流量測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 韓興勝,張芳紅.  黑龍江水利科技. 2013(08)
[7]基于DSP和FPGA的通用數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 彭宇,姜紅蘭,楊智明,喬立巖,劉旺.  國(guó)外電子測(cè)量技術(shù). 2013(01)
[8]超聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 李卓凡,王小懷.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2011(08)
[9]AR模型功率譜估計(jì)及Matlab實(shí)現(xiàn)[J]. 閆慶華,程兆剛,段云龍.  計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2010(04)
[10]利用波束散射模型分析BBADCP的性能[J]. 劉德鑄,孫大軍,張殿倫.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)

博士論文
[1]聲學(xué)多普勒流速測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉德鑄.哈爾濱工程大學(xué) 2010

碩士論文
[1]走航式ADCP測(cè)速技術(shù)研究與軟件設(shè)計(jì)[D]. 梁琴.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]ADCP數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)設(shè)計(jì)[D]. 賁廣利.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[3]1MHz聲學(xué)多普勒流速剖面儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李瑞琪.華北電力大學(xué) 2016
[4]一種新型ADCP數(shù)學(xué)模型的可行性研究[D]. 吳玉尚.中國(guó)海洋大學(xué) 2015
[5]隨機(jī)信號(hào)的功率譜估計(jì)及其算法的改進(jìn)[D]. 李穎.天津大學(xué) 2015
[6]ADCP中剖面流速數(shù)據(jù)處理及誤差控制[D]. 周麗.東南大學(xué) 2015
[7]基于FPGA和DSP的嵌入式多通道數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[D]. 王寅超.華東師范大學(xué) 2012
[8]功率譜估計(jì)在寬帶ADCP信號(hào)檢測(cè)中的研究與應(yīng)用[D]. 汪勝波.中國(guó)海洋大學(xué) 2011
[9]數(shù)字ADCP中央控制模塊的改進(jìn)研究[D]. 呂大偉.天津大學(xué) 2007
[10]基于雙核處理器的ADCP系統(tǒng)研制與開發(fā)[D]. 王偉.大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3619426