[实用新型]一种20kHz/90kHz回波数据采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种20kHz/90kHz回波数据采集系统，应用于海洋底质测量分析。

背景技术

随着电子技术和水声通信技术的发展，数据的采集和存储处理已经成为数字信号处理中非常重要的技术环节，决定着整个系统的性能。20kHz/90kHz回波数据采集系统很少，价格很高；国内没有此类产品。

发明内容

本实用新型提供一种20kHz/90kHz回波数据采集系统，实现不同底质回波信号的采集和深度测量，并利用电罗经记录换能器的方位、俯仰和横滚等姿态数据，实现对回波实时数据和设备工作状态的存盘记录。

本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种20kHz/90kHz回波数据采集系统，包括湿端和干端两部分，所述湿端由： 20kHz收发合置换能器、90kHz收发合置换能器和电罗经组成；所述干端由：功放板和数据采集板两个独立的电路板、通过电缆连接而成；系统控制和信号采集基于FPGA的设计，实现发射信号的产生、接收增益控制、回波数据的采集和实时数据的传输等功能。

所述FPGA通过接口连接外部控制器进行接收增益控、发射参数的装定，并将增益码经一路D/A转换为模拟电压送给接收电路内的压控放大器控制通道增益；

由另一路D/A根据装定的发射参数转换为相应的模拟电压信号送给发射系统，发射系统进行功率放大后驱动换能器进行电声转换；

FPGA控制两路A/D对来自接收系统的回波信号进行转换，转换结果与姿态仪的方位、俯仰和横滚数据组成以太网数据包送给以太网控制器，以太网控制器通过接口将数据发送出去。

所述干端为：功放板和数据采集板两个独立的电路板、通过一根12芯电缆连接而成的电路板。

本实用新型一种20kHz/90kHz回波数据采集系统，基于FPGA为核心，双路A/D转换电路、双路D/A转换电路，分别采集20kHz或90kHz的回波信号，经过特定的算法，实现不同底质回波信号的采集和深度测量，并利用电罗经记录换能器的方位、俯仰和横滚等姿态数据，实现对回波实时数据和设备工作状态的存盘记录，且其造价低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本实用新型回波数据采集系统硬件原理框图。

具体实施方式

  [0010]为了方便发射声功率的调节，发射功放采用基于线性功放模块的设计。通过改变输入信号的幅度来控制发射电压，实现发射声功率的调节，适应不同底质和深度测量的要求。在停止发射期间通过发射休眠控制信号将线性功放模块置成休眠状态，降低发射功放电路引入接收电路的电噪声，提高接收板输出回波信号的信噪比。考虑输入阻抗匹配、低噪声、增益带宽乘积和低功耗等因素，接收板前置放大、阻抗匹配级采用低噪声、低功耗的仪表放大器作为差分驱动压控放大器，并采用低阻设计。为了保证接收通道宽的动态范围，放大增益设计成多级可调增益电路。实现同换能器的阻抗配、信号传输、可控增益和信号滤波的要求。

一种20kHz/90kHz回波数据采集系统，包括湿端和干端两部分，所述湿端由： 20kHz收发合置换能器、90kHz收发合置换能器和电罗经组成。所述干端由：功放板和数据采集板两个独立的电路板、通过一根12芯电缆连接而成。

系统控制和信号采集基于FPGA的设计，实现发射信号的产生、接收增益控制、回波数据的采集和实时数据的传输等功能。

所述FPGA通过RS-232接口连接外部控制器（电脑）进行接收增益控、发射参数（频率、脉宽、周期和发射电压）的装定，并将增益码经一路D/A转换为模拟电压送给接收电路内的压控放大器控制通道增益；由另一路D/A根据装定的发射参数转换为相应的模拟电压信号送给发射系统，发射系统进行功率放大后驱动换能器进行电声转换； FPGA控制两路A/D对来自接收系统的回波信号进行转换，转换结果与姿态仪的方位、俯仰和横滚数据组成以太网数据包送给以太网控制器，以太网控制器通过RJ-45接口接口将数据发送出去。