多波束參量陣淺地層剖面儀測深分機接收與采集電路設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)代海洋開發(fā)需求的提高促進(jìn)了海洋工程領(lǐng)域?qū)\地層剖面儀性能要求的提升。隨著國內(nèi)外對基于參量陣技術(shù)的淺地層剖面儀的研究不斷深入，能夠克服傳統(tǒng)的線性調(diào)頻淺地層剖面儀功能不足的參量陣淺地層剖面儀已成為海底底質(zhì)探測儀器的發(fā)展方向。本論文以國家科技部項目“基于參量陣的多波束海底地形地貌及淺地層剖面信息一體化探測系統(tǒng)”為研究背景，對系統(tǒng)中的多波束海底地形地貌探測分機(簡稱：測深分機)接收與采集電路進(jìn)行了深入研究和具體實現(xiàn)，主要研究內(nèi)容包.括以下幾方

2、面：
　　 論文通過對多波束參量陣淺地層剖面儀相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)的國內(nèi)外研究情況的分析，根據(jù)“基于參量陣的多波束海底地形地貌及淺地層剖面信息一體化探測系統(tǒng)”項目具體技術(shù)指標(biāo)要求，提出了本多波束參量陣淺地層剖面儀測深分機接收與采集電路的方案。
　　 根據(jù)接收機的設(shè)計指標(biāo)，論文研究了多通道接收機的設(shè)計實現(xiàn)，根據(jù)多通道接收機每個通道的電路形式都相同的特點，本文將接收機分為接收母板和單通道的接收小模塊來分別設(shè)計，其中接收小模塊能夠?qū)?/p>

3、接收信號進(jìn)行放大、濾波以及可變增益控制；通過比較，選擇了帶通濾波器的類型和電路形式，利用電路仿真軟件對其特性進(jìn)行仿真驗證；研究了多通道間一致性改善方法并用于接收機電路設(shè)計；還對多通道接收機電路進(jìn)行了調(diào)試并對指標(biāo)進(jìn)行了測試。
　　 根據(jù)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計方案，論文進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集電路的軟、硬件的設(shè)計實現(xiàn)，硬件功能模塊主要包括FPGA控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路(產(chǎn)生增益控制信號)和HOTLink數(shù)據(jù)傳輸電路等；軟件部分的

4、主要工作是在QuartusⅡ和Modelsim軟件環(huán)境下進(jìn)行了采集電路各功能模塊的控制邏輯設(shè)計，以及針對采集的原始數(shù)字信號，進(jìn)行了正交變換和降采樣等信號預(yù)處理運算；并對軟、硬件進(jìn)行了聯(lián)調(diào)，對其正確性和穩(wěn)定性進(jìn)行了測試驗證。
　　 本論文的成果參與了多波束參量陣淺地層剖面儀系統(tǒng)的整機實驗室聯(lián)調(diào)，以及水池和海上的試驗，試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)證明多波束參量陣淺地層剖面儀方案設(shè)計正確、指標(biāo)合理，本論文設(shè)計的測深分機接收與采集電路工作狀態(tài)穩(wěn)定，各