本文關鍵詞：水聲通信網絡節(jié)點設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：“水聲通信網絡節(jié)點”是863計劃海洋技術領域“十一五”期間部署的項目,國家非常重視海洋資源的開發(fā)。綜合一些水聲通信網絡節(jié)點研究所存在的問題與設計要求,針對無線電波在水中存在衰減和節(jié)點體積大的問題,本文對水聲通信網絡節(jié)點硬件平臺進行研究,以滿足水聲通信網絡測試需求。水聲通信網絡節(jié)點硬件平臺主要由水聲發(fā)射模塊與水聲接收模塊構成。本文主要研究內容:水聲發(fā)射模塊中,水聲發(fā)射信號源采用單片機產生m序列并經DDS芯片調制為模擬信號,利用橋接運放電路設計水聲功率放大器,并進行了水聲功率放大器的放大電路仿真;水聲接收模塊中,采用低噪聲運放芯片設計水聲低噪聲放大濾波電路,對采集存儲傳輸單元進行設計,并仿真驗證了水聲接收模塊的差動放大功能。在電路仿真無誤的情況下,搭建水聲通信網絡系統(tǒng)實驗平臺,并進行實驗室和室外拉距實驗測試。測試結果表明:在實驗室水箱中測試時,水聲接收模塊的差動放大電路使信號放大約100倍;室外拉距實驗測試時,在水深1m的淺水域,系統(tǒng)傳輸正常,測距誤差不超過0.5m,基本滿足水聲通信網絡測試需求。
【關鍵詞】：水聲通信網絡節(jié)點 水聲通信 水聲發(fā)射模塊 水聲接收模塊
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)10-13
• 1.2.1 水聲通信網絡的國內外現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)10-12
• 1.2.2 水聲通信網絡節(jié)點的國內外現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)12-13
• 1.3 本文的主要內容及結構13-15
• 2 系統(tǒng)的總體方案15-25
• 2.1 系統(tǒng)的設計要求及主要技術指標15
• 2.2 系統(tǒng)的總體結構15-16
• 2.3 水聲發(fā)射模塊16-20
• 2.3.1 水聲發(fā)射模塊主要技術指標16
• 2.3.2 水聲發(fā)射模塊方案16-17
• 2.3.3 水聲發(fā)射模塊基本硬件選型17-20
• 2.4 水聲接收模塊20-23
• 2.4.1 水聲接收模塊差動放大電路主要技術指標20
• 2.4.2 水聲接收模塊總體方案20-21
• 2.4.3 水聲接收模塊基本硬件選型21-23
• 2.5 本章小結23-25
• 3 水聲發(fā)射模塊設計25-38
• 3.1 水聲發(fā)射信號源設計原理25-28
• 3.1.1 偽隨機序列——m序列簡介25
• 3.1.2 m序列產生原理25-26
• 3.1.3 m序列特性26-27
• 3.1.4 DDS原理27-28
• 3.2 水聲發(fā)射信號源硬件設計28-33
• 3.2.1 水聲發(fā)射信號源設計所需的芯片結構分析28-29
• 3.2.2 水聲發(fā)射信號源的電路設計29-31
• 3.2.3 水聲發(fā)射信號源的軟件設計31-33
• 3.2.4 產生m序列的仿真33
• 3.3 水聲功率放大器設計33-37
• 3.3.1 水聲功率放大器的硬件電路設計33-36
• 3.3.2 水聲功率放大電路的仿真36-37
• 3.4 本章小結37-38
• 4 水聲接收模塊設計38-53
• 4.1 水聲接收模塊低噪聲差動放大濾波電路38-42
• 4.1.1 水聲接收模塊低噪聲放大濾波電路所需芯片功能分析38-39
• 4.1.2 水聲接收模塊低噪聲放大濾波電路硬件電路設計39
• 4.1.3 水聲接收模塊低噪聲放大濾波電路仿真39-41
• 4.1.4 水聲接收模塊低噪聲放大濾波電路與采集單元的匹配網絡41-42
• 4.2 水聲接收模塊采集單元42-46
• 4.2.1 水聲接收模塊采集單元所需芯片功能分析42-43
• 4.2.2 水聲接收模塊采集單元的硬件電路設計43-44
• 4.2.3 水聲接收模塊采集單元的軟件設計44-46
• 4.3 水聲接收模塊存儲單元46-50
• 4.3.1 水聲接收模塊存儲單元所需芯片功能分析46
• 4.3.2 水聲接收模塊存儲單元的硬件電路設計46-47
• 4.3.3 水聲接收模塊存儲單元的軟件設計47-50
• 4.4 水聲接收模塊接口單元50-52
• 4.4.1 水聲接收模塊接口單元所需芯片簡述50-51
• 4.4.2 水聲接收模塊接口單元硬件電路設計51-52
• 4.5 本章小結52-53
• 5 系統(tǒng)測試與分析53-60
• 5.1 水聲發(fā)射模塊功率放大器調試53-54
• 5.2 水聲接收模塊差動放大電路調試54-56
• 5.3 系統(tǒng)測試56-60
• 5.3.1 系統(tǒng)近距離測試56-58
• 5.3.2 系統(tǒng)遠距離測試58-60
• 6 總結與展望60-62
• 6.1 全文工作總結60
• 6.2 研究展望60-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文66-67
• 致謝67-68

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