水下聲源系統(tǒng)是對水聲裝備進行測試或校準時常用的設(shè)備。本文提供了一套可遠程水聲遙控的低頻水下聲源系統(tǒng)的實現(xiàn)方案,具體給出了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、遙控距離估算方法和遙控信號檢測方法。通過高頻水聲應答器,本系統(tǒng)使用者可控制低頻聲源的開啟和關(guān)閉。低頻聲源的發(fā)射頻率和聲源級大小能夠在入水前由使用者根據(jù)實際需要自由配置。系統(tǒng)由高能鋰電池提供電能,可在水下長時間工作。經(jīng)測試,該低頻聲源系統(tǒng)的遙控功能正常,低頻聲源最大發(fā)射聲源級可達175dB以上。 

【文章來源】：信息技術(shù)與信息化. 2020,(07)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

信號產(chǎn)生單元組成(虛線框內(nèi))

系統(tǒng)的工作頻段屬于音頻范圍,因此本設(shè)計選擇效率高、體積小、低失真、頻率響應曲線好的數(shù)字音頻功率放大器。功率放大單元的組成如圖2所示。其中數(shù)字音頻功率放大模塊將以美國TI公司生產(chǎn)的數(shù)字音頻功率放大集成芯片為核心。該類芯片具有高保真,轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點。因為數(shù)字音頻功率放大模塊只輸出大電流驅(qū)動信號,要通過變壓器將其轉(zhuǎn)換為高電壓驅(qū)動信號,以適應由壓電陶瓷片制造的發(fā)射換能器。1.3 應答器信號接收機

應答器的信號接收機電路構(gòu)成如圖3所示。在應答器檢測問詢信號時,收發(fā)合置換能器輸出的電信號經(jīng)由收發(fā)轉(zhuǎn)換電路接入前置放大器放大,再經(jīng)帶通濾波、線性放大和抗混疊濾波電路,進入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。其中,帶通濾波的上、下限截止頻率、線性放大的放大倍數(shù)等參數(shù),能夠在嵌入式MCU的控制下,根據(jù)用戶的需要進行配置,滿足應答器使用者根據(jù)實際海洋聲環(huán)境特點最優(yōu)化配置電路參數(shù)需要,增強系統(tǒng)在不同聲學環(huán)境下的適應能力。前置放大器放大10倍,輸入阻抗高于20MΩ,線性放大器分為三級,每級放大10倍,因此系統(tǒng)將有對輸入信號最大10000倍的放大能力。MCU接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號,從中檢測聲問詢信號,若檢測到聲問詢信號,則在指定延時后控制數(shù)/模轉(zhuǎn)換器發(fā)出電應答信號,電應答信號再通過低通濾波器、功率放大器和收發(fā)轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動換能器向水中發(fā)射水聲應答信號。水下聲源和聲學應答器的MCU間可雙向通信。聲學應答器在檢測問詢信號的同時,也會檢測用于水下聲源啟動或停止控制的水聲遙控指令信號,一旦檢測到以上指令,會立即通知水下聲源的MCU完成相應的控制動作。聲學應答器的功率放大器采用與水下聲源中功率放大單元相同的電路結(jié)構(gòu),只是變壓器和匹配網(wǎng)絡使用不同的設(shè)計參數(shù)。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]一種小尺寸低頻寬帶聲源換能器的設(shè)計[J]. 劉繼伍.  聲學技術(shù). 2013(S1)
[3]打造美麗海洋 建設(shè)美麗中國[J]. 梁學斌,姜華.  海洋開發(fā)與管理. 2013(08)



本文編號：3625798