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水声靶标系统预处理机的设计与实现

作　者: 徐伟
导　师: 惠俊英
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 水声靶标系统预处理机模拟接收机驱动电路测深电路
分类号: TJ06
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 5次
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内容摘要

水声靶标系统是水声试验靶场的重要组成部分之一,在水下武器试验中担负着极其重要的职能。作为系统干端的模拟前端部分,水声靶标系统预处理机将系统湿端和信号处理机连接起来,起到了重要的桥梁作用。本文从工程应用的角度,全面阐述了水声靶标系统的模拟前端部分——水声靶标系统预处理机的设计思想和具体实现。水声靶标系统预处理机主要由模拟接收机、驱动电路和测深电路三个部分组成。其中,模拟接收机完成对接收换能器输出信号的放大、滤波等调理工作,是水声靶标系统预处理机的主体部分;驱动电路实现对D/A转换器输出信号的低通滤波,用以产生功率放大电路的输入信号;测深电路用来获取水下电子舱的深度信息,便于系统水下部分的调整和回收。驱动电路和测深电路对于水声靶标系统而言同样是不可或缺的。整个系统经历了实验室、水池和湖上试验,湖试结果初步证明了水声靶标系统预处理机设计的正确性、合理性和可靠性。然而,包括预处理机在内的水声靶标系统设计的成功与否,还需要通过海上试验的最终检验。

全文目录

第1章绪论  11-23
  1.1 引言  11-12
  1.2 水声靶标系统简介  12-18
    1.2.1 系统组成  13
    1.2.2 水声靶标系统信号处理机(SHARC处理平台)  13-15
    1.2.3 水声靶标系统信号处理机(C64x处理平台)  15-17
    1.2.4 水声靶标系统预处理机  17-18
  1.3 水声信号预处理技术的发展趋势  18-21
    1.3.1 传统预处理技术  18-19
    1.3.2 模拟前端技术和模拟可编程技术  19-21
  1.4 论文主要研究内容  21-23
第2章系统需求与设计思想  23-40
  2.1 系统指标  23
  2.2 设计思想  23-38
    2.2.1 低噪声设计  24-27
      2.2.1.1 放大器的噪声模型以及噪声系数分析  24-26
      2.2.1.2 放大器带宽对噪声性能的影响  26
      2.2.1.3 共模抑制比在低噪声设计中的考虑  26-27
    2.2.2 主要电路的结构和器件选择  27-32
      2.2.2.1 放大电路的器件及结构选择  27-30
      2.2.2.2 滤波电路的结构及器件选择  30-32
    2.2.3 电源设计  32-33
    2.2.4 动态范围的考虑  33-35
      2.2.4.1 系统工作背景噪声的估计  33-35
      2.2.4.2 模拟接收机输入信号动态范围计算  35
    2.2.5 接口设计  35-38
      2.2.5.1 与A／D转换器的接口  36-37
      2.2.5.2 与系统其它模块的接口  37-38
  2.3 本章小结  38-40
第3章模拟接收机硬件设计  40-66
  3.1 组成框图  40
  3.2 射随电路  40-42
  3.3 差分-单端转换电路  42-44
    3.3.1 差分信号与单端信号  42-43
    3.3.2 差分-单端转换  43-44
  3.4 放大电路  44-45
  3.5 带通滤波  45-50
    3.5.1 模拟滤波器概述  45-48
    3.5.2 用MAX274及其设计软件实现带通滤波器  48-50
  3.6 单端-差分转换电路  50-54
    3.6.1 全差分输入／输出放大器THS4130简介  50-53
    3.6.2 用THS4130实现单端-差分转换  53-54
  3.7 电压抬升电路  54-56
  3.8 监控电路  56-63
    3.8.1 检波器  57-58
    3.8.2 比较器  58-60
    3.8.3 单稳电路  60-63
  3.9 电测试结果  63-65
  3.10 本章小结  65-66
第4章驱动电路及测深电路硬件设计  66-75
  4.1 驱动电路硬件设计  66-68
    4.1.1 设计原则  66
    4.1.2 低通滤波  66-68
  4.2 测深电路硬件设计  68-73
    4.2.1 设计原则  68
    4.2.2 压力变送器简介  68-72
    4.2.3 电流-电压转换芯片RCV420简介  72-73
  4.3 电测试结果  73-74
  4.4 本章小结  74-75
第5章湖上试验  75-86
  5.1 试验布局  75-78
    5.1.1 发射性能测试  75-76
    5.1.2 接收性能测试  76-77
    5.1.3 转发性能测试  77-78
  5.2 部分试验结果  78-85
    5.2.1 发射性能测试  78-80
      5.2.1.1 发射声源级及发射线性度  78-79
      5.2.1.2 发射脉冲宽度  79-80
    5.2.2 接收性能测试  80-82
      5.2.2.1 接收声源级  80
      5.2.2.2 接收频率响应  80-81
      5.2.2.3 接收信号频率  81-82
    5.2.3 转发性能测试  82-84
      5.2.3.1 转发声源级(应答方式)  82-83
      5.2.3.2 转发频率(应答方式)  83
      5.2.3.3 转发声源级(设定方式)  83-84
    5.2.4 水声靶标系统显控界面  84-85
  5.3 本章小结  85-86
结论  86-88
参考文献  88-92
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  92-93
致谢  93-94
附录  94

水声靶标系统预处理机的设计与实现

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