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相控阵多普勒计程仪信号模拟器的设计

作　者: 王晓晨
导　师: 卢逢春
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 信号模拟器 DSP DDS 对接阵
分类号: U666.158
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
引　用: 1次
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内容摘要

相控阵多普勒计程仪作为一种精度较高的测速和计算航程的设备有着广阔的应用前景。通常对该设备的测试方式以海试和水池测试为主,存在着成本高、周期长等缺点。针对这一情况,本文设计了一个不改变原计程仪系统结构的外部相控信号模拟装置,能够输出模拟计程仪回波的信号。计程仪接收该模拟回波信号并进行相应解算,通过分析解算结果可以检测计程仪自身性能。本文首先讨论了系统的相关原理,包括相控阵多普勒计程仪的原理和系统中使用的直接数字频率合成技术DDS。然后根据相控阵多普勒计程仪发射信号和接收信号的参数及其电路结构确定了系统的实现方案。根据实现方案设计了硬件电路,包括数字电路和信号采集与输出合置电路,实现了信号模拟器与计程仪发射机的兼容。最后编制了相应的程序并与相控阵多普勒计程仪进行联调。实验表明,设计实现的硬件电路以及软件程序运行情况良好,达到了设计要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题研究背景和意义  9
  1.2 多普勒计程仪的发展现状  9-11
  1.3 频率合成技术的发展现状  11-12
  1.4 论文主要工作  12-13
第2章相关原理与设计方案  13-22
  2.1 相控阵多普勒计程仪基本原理  13-16
    2.1.1 多普勒测速原理  13-14
    2.1.2 相控阵基本原理  14-16
  2.2 直接数字频率合成技术  16-18
    2.2.1 DDS技术简介  16-17
    2.2.2 DDS的结构  17-18
    2.2.3 DDS的性能特点  18
  2.3 系统设计方案  18-21
    2.3.1 系统组成  18-20
    2.3.2 主要器件选择  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章硬件设计  22-39
  3.1 数字信号处理电路  22-27
    3.1.1 TMS320VC55x系列DSP的硬件结构  22-23
    3.1.2 TMS320VC5509A的构成  23
    3.1.3 TMS320VC5509A的外围电路设计  23-27
  3.2 集成DDS电路  27-32
    3.2.1 AD9959的芯片简介  27-29
    3.2.2 AD9959的外围电路设计  29-30
    3.2.3 AD9959与DSP的连接  30-32
  3.3 对接阵  32-36
    3.3.1 换能器的选择  32
    3.3.2 对接阵可行性实验  32-36
  3.4 信号采集与输出合置电路  36-37
  3.5 电源电路  37-38
  3.6 本章小结  38-39
第4章软件设计和系统性能  39-58
  4.1 系统流程图  39
  4.2 系统初始化  39-40
  4.3 信号采集部分  40-45
    4.3.1 信号采集部分流程图  40-41
    4.3.2 信号采集部分软件设计  41-45
  4.4 信号输出部分  45-50
    4.4.1 信号输出部分流程图  45-46
    4.4.2 信号输出部分软件设计  46-50
  4.5 实验结果和分析  50-57
    4.5.1 DDS芯片输出结果与分析  50-53
    4.5.2 系统和计程仪联调结果与分析  53-57
  4.6 本章小结  57-58
结论  58-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  62-63
致谢  63-64
附录  64

相控阵多普勒计程仪信号模拟器的设计

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