【摘要】：不論是何種系統(tǒng),都免不了探究噪聲的影響。同樣在水聲觀測領(lǐng)域,海洋噪聲會造成設(shè)備觀測的偏差。因此海洋噪聲觀測具有重要意義,是研究海洋環(huán)境的基礎(chǔ)。為了探究海洋噪聲信號的特征,本文設(shè)計了一種可用來觀測海洋噪聲多元矢量潛標陣。該系統(tǒng)可用于觀測不同位置的海洋噪聲,對海洋噪聲的實踐探究提供了軟硬件平臺。本文設(shè)計了一種多元同步觀測海洋聲信號的自容式的采集存儲平臺,硬件上采集數(shù)據(jù)首先通過模擬電路濾波放大,然后將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字電路。采用DSP5509作為電路的核心控制處理器,CPLD作為DSP的輔助控制器,CF卡作為自容式存儲介質(zhì)的核心采集存儲模塊。其他設(shè)備作為外設(shè)輔助系統(tǒng)穩(wěn)定工作,是數(shù)據(jù)來源的可靠性的保障。外設(shè)包括原子鐘,提供秒脈沖同步信號與系統(tǒng)時間記錄;羅經(jīng),潛標姿態(tài)的記錄;模擬電路,提供矢量水聽器采集數(shù)據(jù);同步器,提供GPS時間與GPS秒脈沖。軟件上采用了分層級代碼的設(shè)計思路,設(shè)計了軟件架構(gòu)、面向硬件級別代碼、面向功能級別代碼實現(xiàn)多元矢量潛標同步觀測、存儲海洋噪聲信號的功能。硬件級別代碼主要提供了各個芯片硬件的驅(qū)動,使其在程序可控的工作模式下工作,為功能軟件提供穩(wěn)定硬件平臺。功能軟件實現(xiàn)了多陣元的同步采集以及單陣元的自檢、存儲等功能。本文結(jié)合南海試驗數(shù)據(jù)水聲矢量信號算法處理、軟件仿真、理論推導(dǎo)的結(jié)論對南海淺海噪聲矢量場做了分析與論證,為今后南海的水聲觀測奠定噪聲試驗基礎(chǔ)與設(shè)備設(shè)計與思路。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP333
【圖文】：

第 2 章 潛標系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計步精度： 100ns：64GB；速率：DSP 與外設(shè)波特率最高可達 19200；以數(shù)字采集存儲單元為核心，將同步單元作為系統(tǒng)各個器的同步性，矢量水聽器作為數(shù)據(jù)來源，經(jīng)過模擬電路的放送模擬信號。模擬電路作為系統(tǒng)信號輸入端，對信號做初元的數(shù)據(jù)來源。其他模塊作為通用外設(shè)，通過 IO 接口與數(shù)互[10]。模擬濾波數(shù)字采集矢量X

第 2 章 潛標系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計RS-485 是新的接口標準，其最大工作傳輸距離是 4000 英尺，而在實際工作中，最大可達近一萬英尺。同時在連接收發(fā)器方面，與 RS-232-C 接口相比，有了較大提升，其總線最多可承擔 128 個收發(fā)器的連接，因此可利用 RS-485 接口實現(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的搭建。雖然 RS485 在長距離、高傳輸速率的應(yīng)用環(huán)境具有絕對優(yōu)勢，但在本系統(tǒng)中，外設(shè)接口均為 RS232，添加 232-485 轉(zhuǎn)換電路會增加系統(tǒng)功耗，且外設(shè)傳輸距離不足 1m、通訊波特率最高僅為 19200，RS232 在這種通信環(huán)境下足以勝任，所以外設(shè)通用接口選擇為 RS232[19]。（4） 采集接口采集接口設(shè)計的目的是將前端水聽器接收的水聲模擬信號準確的發(fā)送至AD芯片模數(shù)信號轉(zhuǎn)換，DMA 將數(shù)據(jù)搬運至 DSP 緩沖區(qū)并進行下一步處理。

第 2 章 潛標系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計。號可以是 GPS 發(fā)送或者同步器的同步信號。可以從示波器中觀之前，GPS 脈沖信號與矢量潛標基元的系統(tǒng)時鐘的脈沖信號并不送之后，二者實現(xiàn)同步，下圖為同步的實現(xiàn)過程：

【參考文獻】

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本文編號：2760748