[发明专利]一种基于FPGA的水声信道中单频脉冲检测和参数估计的装置

摘要

一种基于FPGA的水声信道中单频脉冲检测和参数估计的装置，涉及水声工程技术领域，具体涉及一种水声参数估计装置。为了解决在设计对水声单频脉冲信号进行检测需求的水声设备时需要重新设计制作PCB并依据所选择的硬件进行相应语言的编程调试的问题。本发明的FPGA用于完成单频脉冲检测和参数估计，FLASH存储器连接到FPGA，E²PROM存储器连接到FPGA，A/D采样接口分别通过8组A/D转换器连接到FPGA，I/O输入输出接口通过I/O输入输出保护电路连接到FPGA；PC机通过配置电缆连接DB9插接件，FPGA也连接有DB9插接件；FPGA通过DB9插接件的相互连接，实现与PC机的通信；供电接口通过供电模块进行供电。本发明可根据不同工况条件下对单频脉冲检测的需求设置相应的AD转换通道数量、采样率和检测参数等，具有低功耗、体积小巧和便于安插的特点，本发明适用于水声定位和水声通信技术领域。

主权项

1.一种基于FPGA的水声信道中单频脉冲检测和参数估计的装置，其特征在于，包括：FPGA(1)、8组A/D转换器(2)、B2B接插件(6)、E2PROM存储器(3)、供电模块(4)、FLASH存储器(5)、DB9插接件(9)；B2B接插件(6)包括I/O输入输出接口(610)、A/D采样接口(602)、供电接口(604)、A/D采样接口(602)分别通过8组A/D转换器(2)连接到FPGA(1)；FLASH存储器(5)连接到FPGA(1)，用于参数存储；E2PROM存储器(3)连接到FPGA(1)，用于程序存储；PC机(7)通过配置电缆(8)连接DB9插接件(9)，FPGA(1)也连接有DB9插接件(9)；FPGA(1)通过DB9插接件的相互连接，实现与PC机(7)的通信；I/O输入输出接口(610)通过I/O输入输出保护电路(10)连接到FPGA(1)；供电接口(604)通过供电模块(4)分别连接到FPGA(1)、8组A/D转换器(2)、E2PROM存储器(3)、FLASH存储器(5)和DB9插接件(9)，分别为FPGA(1)、8组A/D转换器(2)、E2PROM(3)、FLASH存储器(5)供电；所述的FPGA(1)用于水声信道中单频脉冲检测和参数估计；包括初始化单元，用于系统的初始化设置，保证系统处于能正常工作的状态；通信控制单元，用于与PC机或者外部处理器进行数据交换，具体包括：解析PC机通过串口下达的指令，控制FLASH读写单元、A/D采集控制单元和信号处理单元，对I/O控制单元进行参数设置、模数转换、数据计算和存储，对参数估计结果进行编码和回传以及进行帧信号的检测和转发；A/D采集控制单元，用于发出A/D工作时钟和帧信号，接收各路A/D转换器的输出数据，并将各路数据分别写入本单元内以备信号处理单元使用；A/D采集控制单元受通信控制单元的管理，能够改变采集通道数量和采样率，能够单独设置各A/D通道的工作参数；FLASH读写单元，用于存储PC机下达的参数配置信息，主要包括：采样率、A/D通道及对应的检测通道数量，预置信号特征和检测阈值；信号处理单元，用于水声信号的检测和参数估计；I/O控制单元，用于实时检测是否有帧信号，并转发帧信号。