[发明专利]数字水听器系统

说明书

技术领域

本发明属于水下勘探技术领域，具体涉及一种数字水听器系统。

背景技术

在水声领域，通常将传感器称为换能器，而接收换能器又可称为水听器。水听器是将水声信号转换为电信号的一种换能器，其在对人类研究水下的复杂环境、目标定位识别、水下通信导航、水下噪声测量等多领域均具有重要作用，因此在水声工程中，水听器一直处于一个基础性的地位。传统的水听器仅作为传感器使用，通常直接将传感器输出的模拟信号（或放大后）进行传输和处理的方式，但信号在传输过程中易受到导线的长度、外界环境噪声的干扰，并且需要前置放大器、滤波器、信号调理电路、信号采集电路、示波器等复杂设备一起来采集、分析信号的特征，同时传统的水听器也没有控制、记录存储、信号显示功能。现在水听器的主要发展方向是数字化、网络化、系统化，而数字化是基础。

发明内容

本发明针对现有技术的状况，提供一种数字水听器系统。

本发明采用以下技术方案，所述数字水听器系统设有不锈钢壳体，还包括水声传感器以及内置于不锈钢壳体的前置放大器、高通滤波器、模数转换器、信号处理器和数据存储器，其中：

所述信号处理器包括DSP芯片和与所述DSP芯片电连接的外围电路，所述外围电路包括SDRAM、FLASH、晶振和复位芯片，上述晶振同时连接所述模数转换器；

所述水声传感器的信号输出端与所述前置放大器相连，所述前置放大器的信号输出端连接所述高通滤波器，所述高通滤波器的信号输出端连接所述模数转换器，所述模数转换器的信号输出端与所述DSP芯片双向连接，所述数据存储器与所述DSP芯片双向连接；

所述前置放大器具有高增益通道和低增益通道，所述高增益通道和低增益通道的增益相差40dB。

根据上述技术方案，所述数字水听器系统还包括显示器和数据传输电缆，所述信号处理器通过数据传输电缆连接外部计算机，使得所述数据存储器被计算机识别为可移动存储设备。

根据上述技术方案，上述计算机匹配有显示端软件，用于显示水声信号的时域信息和频域信息。

根据上述技术方案，上述时域信息包括时域波形、峰值统计信号和平均值统计信号，上述频域信息包括频域波形、信号谱级和功率谱。

根据上述技术方案，所述不锈钢壳体呈薄壁圆柱形，其两端覆设有密封盖，密封盖内置有两层水密橡胶圈，密封盖的底端与所述水声传感器相连，密封盖的顶端与水密接插件相连。

根据上述技术方案，所述不锈钢壳体采用316不锈钢一体成型制成，其外表面具有凹槽。

根据上述技术方案，所述水声传感器采用压电陶瓷水听器，所述模数转换器采用24比特的Sigma-Delta ADC，所述DSP芯片采用16位定点双MAC的DSP芯片，所述数据存储器采用TF数据卡。

根据上述技术方案，所述模数转换器与信号处理器之间设有数字信号隔离芯片。

根据上述技术方案，所述信号处理器具有两种可编程的滤波器，包括FIR可编程滤波器和IIR可编程滤波器。

根据上述技术方案，所述数据传输电缆包括USB接口线和电源线，所述USB接口线和电源线硫化于同一根水密电缆。

本发明公开的数字水听器系统，其有益效果在于，与传统水听器相比不再需要前置放大器、滤波器、信号采集电路等使用水听器所需的复杂设备，提出了一种数字化的水听器系统。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图。

图2是本发明优选实施例的工作原理图。

图3是本发明优选实施例的模块结构图。

附图标记包括：10-不锈钢壳体；11-密封盖；12-水密橡胶圈；13-水密接插件；20-水声传感器；30-前置放大器；31-高增益通道；32-低增益通道；40-高通滤波器；50-模数转换器；60-信号处理器；61-DSP芯片；62-外围电路；70-数据存储器；80-显示器；90-数据传输电缆。

具体实施方式

本发明公开了一种数字水听器系统，下面结合优选实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。

参见附图的图2，优选地，所述数字水听器系统设有不锈钢壳体10，所述数字水听器系统还包括连接不锈钢壳体10的水声传感器20、前置放大器30、高通滤波器40、模数转换器50、信号处理器60和数据存储器70。