低频矢量水听器信号放大与采集电路设计

作     者：吴楠 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙大军

授予年度：2013年

学科分类：082403[工学-水声工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主      题：海洋环境噪声 潜标 低频矢量水听器 信号采集 

摘      要：在人类发展历史的长河中，人类对于海洋的探索也从未间断过。随着世界格局的变化，海洋的研究在经济、军事领域中尤为重要。因此，海洋环境的研究也越来越受到人们的重视。潜标系统在此领域研究中发挥了较大的作用。 本论文主要设计一套低频矢量水听器信号采集存储系统。此系统前端连接低频矢量水听器用于接收海洋环境噪声，与此同时，系统还增加深度计以及罗经用来记录标体所处环境的深度、温度以及标体在海洋中的姿态，所采集到的数据信息存储于标体的存储系统中。潜标系统上端还连接浮标电台，系统在存储数据的同时还会将数据通过浮标电台与陆地进行无线数据传输。 论文首先根据要求进行信号接收系统以及数据采集系统的理论分析与设计，然后根据设计方案实现了低频矢量水听器接收系统，完成了数据采集系统的程序的调试以及各外设系统的联调。 信号接收系统硬件设计主要包括前级放大器、带通滤波器、信号增益控制;数据采集系统主要包括AD采集、罗经和深度计采集模块以及数据存储系统。由于矢量水听器振速通道采用振动加速度传感器，选用电荷放大方式，所以前级放大器需采用恒流源供电电路。为了能够得到更高质量的信号，在系统设计过程中对系统噪声进行了一些降噪处理，以提高整个系统信号采集的性能。 最后，在实验室、水池以及海上环境对系统进行了联调与实验。结果证明：矢量水听器信号接收采集系统达到指标要求，能够正常、良好的工作。