水下聲源系統(tǒng)是對水聲裝備進(jìn)行測試或校準(zhǔn)時(shí)常用的設(shè)備。本文提供了一套可遠(yuǎn)程水聲遙控的低頻水下聲源系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,具體給出了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、遙控距離估算方法和遙控信號(hào)檢測方法。通過高頻水聲應(yīng)答器,本系統(tǒng)使用者可控制低頻聲源的開啟和關(guān)閉。低頻聲源的發(fā)射頻率和聲源級(jí)大小能夠在入水前由使用者根據(jù)實(shí)際需要自由配置。系統(tǒng)由高能鋰電池提供電能,可在水下長時(shí)間工作。經(jīng)測試,該低頻聲源系統(tǒng)的遙控功能正常,低頻聲源最大發(fā)射聲源級(jí)可達(dá)175dB以上。 

【文章來源】：信息技術(shù)與信息化. 2020,(07)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

信號(hào)產(chǎn)生單元組成(虛線框內(nèi))

系統(tǒng)的工作頻段屬于音頻范圍,因此本設(shè)計(jì)選擇效率高、體積小、低失真、頻率響應(yīng)曲線好的數(shù)字音頻功率放大器。功率放大單元的組成如圖2所示。其中數(shù)字音頻功率放大模塊將以美國TI公司生產(chǎn)的數(shù)字音頻功率放大集成芯片為核心。該類芯片具有高保真,轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閿?shù)字音頻功率放大模塊只輸出大電流驅(qū)動(dòng)信號(hào),要通過變壓器將其轉(zhuǎn)換為高電壓驅(qū)動(dòng)信號(hào),以適應(yīng)由壓電陶瓷片制造的發(fā)射換能器。1.3 應(yīng)答器信號(hào)接收機(jī)

應(yīng)答器的信號(hào)接收機(jī)電路構(gòu)成如圖3所示。在應(yīng)答器檢測問詢信號(hào)時(shí),收發(fā)合置換能器輸出的電信號(hào)經(jīng)由收發(fā)轉(zhuǎn)換電路接入前置放大器放大,再經(jīng)帶通濾波、線性放大和抗混疊濾波電路,進(jìn)入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。其中,帶通濾波的上、下限截止頻率、線性放大的放大倍數(shù)等參數(shù),能夠在嵌入式MCU的控制下,根據(jù)用戶的需要進(jìn)行配置,滿足應(yīng)答器使用者根據(jù)實(shí)際海洋聲環(huán)境特點(diǎn)最優(yōu)化配置電路參數(shù)需要,增強(qiáng)系統(tǒng)在不同聲學(xué)環(huán)境下的適應(yīng)能力。前置放大器放大10倍,輸入阻抗高于20MΩ,線性放大器分為三級(jí),每級(jí)放大10倍,因此系統(tǒng)將有對輸入信號(hào)最大10000倍的放大能力。MCU接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào),從中檢測聲問詢信號(hào),若檢測到聲問詢信號(hào),則在指定延時(shí)后控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換器發(fā)出電應(yīng)答信號(hào),電應(yīng)答信號(hào)再通過低通濾波器、功率放大器和收發(fā)轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)換能器向水中發(fā)射水聲應(yīng)答信號(hào)。水下聲源和聲學(xué)應(yīng)答器的MCU間可雙向通信。聲學(xué)應(yīng)答器在檢測問詢信號(hào)的同時(shí),也會(huì)檢測用于水下聲源啟動(dòng)或停止控制的水聲遙控指令信號(hào),一旦檢測到以上指令,會(huì)立即通知水下聲源的MCU完成相應(yīng)的控制動(dòng)作。聲學(xué)應(yīng)答器的功率放大器采用與水下聲源中功率放大單元相同的電路結(jié)構(gòu),只是變壓器和匹配網(wǎng)絡(luò)使用不同的設(shè)計(jì)參數(shù)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]音響功放前級(jí)放大器的設(shè)計(jì)研究[J]. 張呂彥,孫紅軍.  電聲技術(shù). 2015(05)
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[3]打造美麗海洋 建設(shè)美麗中國[J]. 梁學(xué)斌,姜華.  海洋開發(fā)與管理. 2013(08)



本文編號(hào)：3625798