海底“冷泉”声学探测系统硬件设计
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-12页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-11页 |
| 1.3 论文主要工作及章节安排 | 第11-12页 |
| 2 系统总体设计 | 第12-19页 |
| 2.1 声纳系统理论基础 | 第12-13页 |
| 2.1.1 声纳参数介绍 | 第12页 |
| 2.1.2 声纳系统及声纳方程 | 第12-13页 |
| 2.2 系统功能和指标 | 第13-14页 |
| 2.3 系统硬件构成 | 第14-15页 |
| 2.4 系统工作时序 | 第15页 |
| 2.5 系统可行性分析 | 第15-18页 |
| 2.5.1 物理过程 | 第15页 |
| 2.5.2 共振频率 | 第15-16页 |
| 2.5.3 散射截面、吸收截面和消声截面 | 第16-17页 |
| 2.5.4 接收信号级仿真 | 第17-18页 |
| 2.6 本章小结 | 第18-19页 |
| 3 水声信号发射机设计 | 第19-38页 |
| 3.1 功率放大器概述 | 第19-20页 |
| 3.2 D类功率放大器原理 | 第20-25页 |
| 3.2.1 PWM调制 | 第20-21页 |
| 3.2.2 ∑-Δ调制 | 第21-25页 |
| 3.2.3 两种调制方式比较 | 第25页 |
| 3.3 D类功率放大器设计 | 第25-35页 |
| 3.3.1 自激振荡设计 | 第26-28页 |
| 3.3.2 功率放大级结构设计 | 第28页 |
| 3.3.3 放大级电路设计 | 第28-29页 |
| 3.3.4 死区时间设置 | 第29-30页 |
| 3.3.5 高端过流检测设置 | 第30-31页 |
| 3.3.6 低端过流检测设置 | 第31-32页 |
| 3.3.7 解调电路设计 | 第32-35页 |
| 3.4 系统供电模块 | 第35-37页 |
| 3.4.1 供电电源 | 第35-36页 |
| 3.4.2 储能电容设计 | 第36-37页 |
| 3.5 发射机整体电路图 | 第37页 |
| 3.6 本章小结 | 第37-38页 |
| 4 换能器基阵的匹配 | 第38-52页 |
| 4.1 换能器基阵 | 第38-39页 |
| 4.2 换能器基阵的调谐匹配 | 第39-48页 |
| 4.2.1 串、并联谐振频率 | 第39-41页 |
| 4.2.2 阻抗特性及发射响应分析 | 第41-44页 |
| 4.2.3 单电感匹配 | 第44-45页 |
| 4.2.4 电感-电容匹配 | 第45-46页 |
| 4.2.5 “T”型匹配 | 第46-47页 |
| 4.2.6 复合匹配 | 第47-48页 |
| 4.3 换能器基阵的阻抗匹配 | 第48-49页 |
| 4.4 水声发射机测试与分析 | 第49-51页 |
| 4.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 5 信号调理机设计 | 第52-63页 |
| 5.1 收发合置开关设计 | 第52-53页 |
| 5.2 调理机主体电路设计 | 第53-57页 |
| 5.2.1 前端放大器设计 | 第53-54页 |
| 5.2.2 无源带通滤波器设计 | 第54-55页 |
| 5.2.3 程控放大器设计 | 第55-57页 |
| 5.2.4 后端放大器及差分输出设计 | 第57页 |
| 5.3 时变增益控制 | 第57-58页 |
| 5.4 调理机测试与分析 | 第58-62页 |
| 5.4.1 调理机各级增益实测结果分析 | 第59页 |
| 5.4.2 调理机传输特性测试与仿真 | 第59-61页 |
| 5.4.3 调理机输入噪声分析 | 第61-62页 |
| 5.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 6 软硬件平台及湖上试验 | 第63-74页 |
| 6.1 软件平台介绍 | 第63-66页 |
| 6.1.1 LabVIEW介绍 | 第63页 |
| 6.1.2 NI 7851R板卡概述 | 第63-65页 |
| 6.1.3 探测系统控制与显示界面 | 第65-66页 |
| 6.2 硬件平台介绍 | 第66页 |
| 6.3 湖上试验 | 第66-73页 |
| 6.3.1 试验环境 | 第66-67页 |
| 6.3.2 试验方法 | 第67页 |
| 6.3.3 试验现象及分析 | 第67-73页 |
| 6.4 本章小结 | 第73-74页 |
| 7 总结与展望 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-78页 |
