基于THS1206的水下多路数据采集系统设计与实现

水下声信号是水下探测系统实现对水中目标远程探测识别的主要信息之一,有效获取水下声信号是一个十分重要的问题。探测系统数据采集部分的速度、精度及功耗直接影响整个系统的性能。针对水下探测系统对数据采集部分的要求,利用微功耗器件THS1206与TMS320VC5509A设计的水下数据采集系统速度快、功耗低、精度高,可同时采集多路水下信号,满足探测识别系统对于数据采集部分的要求。对整个数据采集系统,给出了系统软硬件设计的关键接口原理框图和流程图。整个采集系统经过实际测试,达到了设计要求。     

基于FPGA的振动信号采集处理系统设计

在振动信号采集和处理系统设计中,信号的处理时间与可靠性决定着系统应用的可行性。本文设计了一种基于FPGA的振动信号采集处理系统,该系统通过振动信号采集电路、抗混叠滤波电路、AD采样电路将电荷信号转化为数字信号送入FPGA,在FPGA处理设计中利用数据流控制方法并行实现了信号的采样和处理,并在数据存储和访问过程中采用时钟时标方法判断信号采样过程中的数据丢失情况,有效提高了振动信号处理的实时性及可靠性。本设计在真实环境中进行了验证,系统运行稳定可靠,满足各项技术应用要求。     

一种水下主动探测系统的模拟预处理机设计

模拟预处理机是水下主动探测系统的关键部件。针对水下主动探测系统的应用，设计了一种模拟预处理机．该电路采用分级放大结构，并使用两级滤波器对信号进行滤波处理，在达到对信号放大倍数要求的同时避免了放大器自激．采用噪声性能好的AD867X系列芯片有效抑制了电路噪声对信号的影响。分析了该模拟预处理机的工作原理，给出了电路结构图，选择了芯片，调试检测结果表明，电路工作正常，性能指标达到要求。     

基于FPGA的电磁场信号采集与处理系统研究

为满足对水下电磁场信号的采集与实时处理,并将处理结果上传主机的需求,设计了一种三维磁场信号采集及处理系统.系统采用FPGA控制6通道A/D转换器对磁场信号同步采样,并将原始数据存储在NAND Flash中,同时FPGA对采样数据进行滤波、FFT等初步计算分析.ARM芯片完成信号特征的提取和估计,将结果通过CAN总线上传远端主机.为适应小型水下航行器对空间和航行时间的要求,系统采用低功耗、小型化设计.     

基于FPGA的WIM压电式车辆动态称重信号采集系统的设计

为解决汽车动态称重系统中，实现多通道称重传感器信号采集的问题，设计了一款基于“FPGA”的WIM压电式车辆动态称重传感器的多通道高速数据采集系统，该数据采集系统可实现对多车道动态称重传感器信号的同步采集、存储、传输和处理。采用FPGA作为信号采集单元，带有2片2G的高速数据存储SDRAM模块用于多通道的数据存储；采用分辨率为16位，采样率为1Msps的AD采集模块，设计可实现最多16通道的信号采集。上位机系统中搭载嵌入式操作系统，用于完成动态称重的信号处理，其通过PCIe总线可实现与FPGA的数据传输。经过实验验证，该数据采集系统可同步实现16通道，车辆以最高120Km/H时速行驶通过压电式动态称重传感器的信号采集、存储和处理。     

人体心电信号采集与处理的研究

本设计的目的在于研究人体微弱心电信号的采集与处理的方法,应用高精度的仪表放大器AD620组成的放大电路对输入的带有干扰的心电信号进行采集放大,采用有源滤波器对心电波形进行抑制干扰的综合处理,经末级放大后,利用TI公司的低功耗单片机MSP430对心电信号进行采集、存储和显示,结果表明系统各项技术指标达到了设计要求,具有低功耗低成本便携的特点。     

低噪声CCD信号采集与处理系统技术研究

以美国Analog Device公司的低噪声模数转换芯片AD9929为核心,深入分析其工作原理及特点,在PerkinElmer公司的1024元CCD线列阵探测器的基础上设计并实现了信号采集与处理系统。实验结果表明,该系统集成度高、噪声低,满足了探测系统的工作要求,与探测器匹配良好,可为同类型低噪声A/D转换器的应用做参考借鉴。     

基于TMS320VC5409和CPLD的4路数据采集系统的设计

介绍了一种基于DSP的4路模拟信号采集系统,该系统以TMS320VC5409定点DSP芯片为核心,通过CPLD产生控制信号,对AD7864的采样保持结果进行读取和存储,从而实现对信号的高速实时采集。该系统已在水下被动定向等多种设备中获得了应用。     

基于FPGA的数据采集与存储技术研究

使用现场可编程门阵列FPGA作微控制器,通过传感器采集音频信号,再由AD转换器将其转换并存储于芯片AT45DB041B中,以实现对音频信号的采集与存储。对于前端信号使用Matlab设计滤波器对其进行处理,并利用Altera公司的综合开发软件Quartus Ⅱ对数据采集系统进行了仿真,研究表明：该设计能够得到比较理想的数字音频信号。     

水下激光回波信号采集系统的设计与实现

针对水下激光探测遇到的特殊问题,设计了一种水下脉冲激光回波信号采集系统。信号前端放大电路采用AD603可变增益放大器,用于抑制水体后向散射并放大激光回波信号;数据采集及缓冲电路采用ADC08200配合FPGA实现,简化了电路设计结构,并使系统具备可扩展性;数据传输及系统控制基于C8051F单片机实现。整个系统工作稳定,已用于实际系统中。     

基于VXI总线的水声基阵信号采集与分析

针对水声基阵信号采集通道多,数据传输量大,采用基于VXI总线的商业货架仪器开发了一套32通道阵列信号采集及高速实时数据记录系统,并对采集的数据进行阵列信号处理;对该系统的硬件集成、软件设计及阵列信号处理测试程序集的开发作了介绍。该系统集成度高,具有良好的便携性和可扩展性,在水声基阵信号采集与分析中广泛应用。     

消声水池的设计及其自由场测量实验

介绍了能满足连续声及脉冲声测量要求的消声水池设计，根据测量规范进行了自由声场检验。构建了水声测量数据采集及信号处理系统，并通过基本水下电声测量讨论了测量方法。     

基于虚拟仪器的水声校准系统的研制

为了提高水声换能器校准的自动化程度和精度,研制了一套基于虚拟仪器技术的八通道水声校准与分析系统.该系统运用模块化的设计思路,以工业控制计算机为硬件平台,由2块高速数据采集卡、2块宽带信号调理卡、1块程控信号源卡以及测量软件构成了校准分析系统;并应用了谱分析和扩展Prony方法测量水声信号幅度和相位;测试结果表明,该系统能够完成水声换能器参数的自动校准,一级校准误差小于±1 dB,二级校准误差小于±1.5 dB.     

水声测距技术研究

水声信号相比其它信号在海水中能传得更远和更深,提出了水声测距的技术体制和几种水声信号测距处理方法,分析了海洋环境对水声测距的影响因素,对水声伪随机扩频测距的时间分辨率进行了试验测试,给出了用于同步测距的芯片级原子钟守时性能,对于提升水下高精度导航系统性能有一定参考价值。     

基于矢量水听器的水下声学浮标系统设计

针对海洋安全技术发展对无人自主探测平台的迫切需求,设计了一种具有海洋目标探测功能的水下声学浮标系统,该系统声学探测单元基于姿态感知复合同振式矢量水听器,水声数据采集与实时分析单元采用FPGA+DSP的设计方案,可控制声学探测单元工作时序,并完成水声和姿态信息联合信号处理。为验证水下声学浮标系统目标探测能力,在南海某海域开展目标探测能力试验验证。结果表明,深海良好水文环境条件、浮标采用定深漂流工作模式,对600 t级、10节航速航行科考船探测距离≥10.3 km。     

水声信道传输特性研究

在海洋开发中,基于水声的应用系统得到越来越广泛的应用。本文对水声信号的传播速度、传播损失、海洋噪声、信号带宽、多径传播复、多普勒效应等方面的性能做了详细分析,明确了水声信号的传输特性,对于水声应用系统研发有参考作用。     

水下自主定位中数字相关器的设计

针对水下自主定位系统的要求和水下环境的特殊性,为降低对检测水声定位信号的复杂度和资源消耗,得到实时、快速、准确的时延信息,对水声定位信号进行了基于频谱扩展原理的编码设计,并根据定位信号的特点,借鉴传统数字相关器的设计,利用VHDL语言设计实现了一种基于频谱扩展原理结构简单的数字相关器.仿真结果表明该数字相关器具有快速、...     

激光空中探测水下目标的新方法研究

为了实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,基于迈克尔逊干涉仪的基本原理,提出了一种从水面散射激光中获取水下声源信息的新方法。设计并实现了一套空中探测水下声信号的实验装置。实验结果表明：频谱分析图中的峰值频率即为水下声源的发声频率,系统能够实时探测发声频率在1 kHz～14 kHz的水下声源,且测量标准偏差小于7 Hz。该方法为航空遥感水下目标提供了一条新的技术途径。     

基于分数阶Fourier变换的并行组合扩频Chirp水声通信系统研究

Chirp信号具有较大的时宽带宽积,因此具有较强的抗多普勒扩展的能力,近年来在水下通信环境中得到广泛应用。但由于水声信道带宽非常有限,而Chirp信号又是一种宽带的信号,因此水下多载波Chirp系统中的的通信速率一般较低。利用Chirp信号在分数阶Fourier变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)的最佳分数阶变换域的冲激特性,结合并行组合扩频(Parallel Combinatory Spread Spectrum,PCSS)技术,本文提出了一个基于FrFT的并行组合扩频Chirp水声通信系统。该系统的特点是:一方面充分利用Chirp信号的性质,在保证可靠性的同时,省去均衡环节,大大简化通信系统接收端结构;另一方面,通过并行组合多载波的选择方式有效提升了系统的速率,提高了系统的频带利用率。通过在计算机仿真和实验室水池实验验证了该系统的性能。