大动态范围接收系统和小型化发射系统的研制

摘要

一直以来接收机和发射机是声纳系统的重要组成部分，随着微电子芯片的发展，接收和发射系统的硬件实现方式越来越灵活。本论文就是围绕接收机和发射机的设计展开的。 论文中设计的接收机主要由前置放大、信号调理以及模数转换部分组成，其中信号调理电路完成对接收换能器输出信号的放大、滤波、隔离等调理工作，是接收机系统信号预处理的主体部分。设计中所有器件都是按照噪声小、功耗低的特点选型，设计中采用DSP自动增益算法实时改变接收机放大倍数，避免了大信号阻塞、失真和小信号的漏检。 论文中设计的发射机主要由信号发生、功率放大以及匹配网络组成。本文将集成化的数字音频功率放大技术应用到水声发射机中。在设计过程中从基本理论出发，结合现代音响功放的经验和设计方法，应用TI公司集成芯片提出了一种全新的小型水声信号发射机设计方案。信号源和控制部分以数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器件(CPLD)为核心，使系统稳定可靠并为今后的功能扩展提供了方便。由于负载阻抗随频率是起伏的，因此匹配技术的难点在于宽带匹配，这里仅仅是做了一些尝试。 经过湖试和海试的验证，所设计的小型化发射机达到预期的效果，并且接收机也实现了低噪声、低功耗、大动态范围的特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2发展现状和论文背景

1.3系统总体框图与主要指标

1.4接收机系统

1.4.1接收机系统的构成

1.4.2接收机系统的主要指标

1.5发射机系统

1.5.1发射机系统的构成

1.5.2发射机系统的主要指标

1.6论文主要研究内容

第2章大动态范围接收机

2.1接收机系统简述

2.2前置放大模块

2.2.1前置放大模块框图

2.2.2前置放大电路

2.2.3线驱动电路

2.3信号调理模块

2.3.1信号调理模块框图

2.3.2射随电路

2.3.3一级和二级放大电路

2.3.4增益调节电路

2.3.5滤波电路

2.3.6光耦隔离电路

2.4模数转换模块

2.5数字处理模块

2.5.1 DSP器件

2.5.2自动增益控制(AGC)算法

2.6本章小结

第3章功率发射机设计

3.1数字功率放大器电路

3.1.1 PWM型的基本原理

3.1.2 PWM信号的调制和谱分析

3.1.3功率输出级电路

3.1.4驱动控制级电路

3.2半数字式功率发射机的设计

3.2.1模拟信号发生器设计

3.2.2 CPLD电路

3.2.3集成数字功放电路设计

3.2.4匹配网络设计

3.3全数字式功率发射机的设计

3.3.1数字信号发生器设计

3.3.2 CPLD电路

3.3.3数字功放PWM处理级设计

3.3.4数字功放PWM功率级设计

3.3.5匹配网络设计

3.4本章小结

第4章实验测试与结果

4.1接收机测试与结果

4.2发射机测试与结果

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录