水深監(jiān)測換能器收發(fā)電路的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、分 類 號UD C密 級 .…單 位 代 碼 10 151水深監(jiān) 測 換 能器 收發(fā) 電路 的關(guān)鍵 技 術(shù)研 究時 景 輝指 導(dǎo) 教 師 許 文 海 職 稱 教 授學(xué) 位 授 予 單 位 大 連 海 事 大 學(xué)申請 學(xué) 位 級 別 碩 士 學(xué) 科 與 專業(yè) 通 信 與 信 息 系 統(tǒng)論 文 完 成 日期 2 0 0 8 . 5 論 文 答 辯 日期 2 0 0 8 . 6答 辯 委 員 會 主 席 子尸 毗中 文 摘 要摘 要隨著 國

2、內(nèi)港 口航 運(yùn) 業(yè) 的快速 發(fā) 展 ，港 口 日進(jìn) 出客貨 量 迅 速 增 長 ，其 對 港 口航道 的安全 性 要 求 日益 增 高 ，如 何 以經(jīng) 濟(jì) 實(shí)用 的方 式保 證 航 道 具有 足 夠 的通 航 水 深成 了 當(dāng)務(wù) 之 急 。傳 統(tǒng) 的測 量 方 法 是 通 過 在 大 體 積 的測 量 船 上 安 放 測 深 儀 等 測 量 設(shè)備 對 各 個 標(biāo) 定地 點(diǎn)進(jìn) 行 測 量 ，但 是 因其 在 測 量 時 需 要 占用 航

3、道 資 源 ，影 響 通 航 ，無 法 長 時 間連 續(xù) 測 量 ，不 具 有 實(shí) 時性 ， 為解 決 這 一 問題 ，我 們 提 出 了一種 新 的監(jiān)測 方 法 。課 題源 自某 港 口水 深 監(jiān) 測 項(xiàng) 目，該項(xiàng) 目要 求 系 統(tǒng) 能夠 實(shí) 時對 航 道 水 深 進(jìn) 行監(jiān)測 ， 并 將 測 得 的水 深 數(shù) 據(jù) 傳 輸 到 監(jiān) 控 中心 進(jìn) 行 顯 示 。系 統(tǒng) 主 要 由三 部 分 組 成 ，分別 為換 能器 收 發(fā) 電路 設(shè) 計(jì)

4、 與 實(shí)現(xiàn) 、數(shù) 據(jù) 處 理 單 元 及 陸上 監(jiān) 控 中心 ，本 課 題 為第 一部 分 ，即換 能 器 收 發(fā) 電路 的 設(shè) 計(jì) 與 實(shí)現(xiàn) 。在 換 能器 發(fā) 射 電路 方 面 ，通 過 對 換 能 器 工 作 原 理 及 發(fā) 射 電路 功 能 的 分 析 ，設(shè)計(jì) 了一 套 以單 片 機(jī) 為 控 制 核 心 ，可 對 發(fā) 射 的超 聲 波 脈 沖 寬度 進(jìn) 行 可 調(diào) 的 發(fā) 射 電路 。根 據(jù) 系 統(tǒng) 的功 能需 要 ，發(fā) 射 電

5、路 包 括 電源 電路 、電源 監(jiān) 視 、GPS 同步 單 元 、單 片 機(jī)控 制 電路 、 脈 沖 功 率 控 制 電路 、信 號 生 成 電路 及 匹 配 電路 幾 個 部 分 。脈 沖 控 制 電路 中 的 電壓 調(diào) 整 電路 放 棄 了傳 統(tǒng) 的 電源 模 塊 形 式 ，使 用 電容 充 電 電路 使 得 該 部 分的使 用 壽 命 得 以延 長 。在 接 收 端 ，換 能 器 的 信 號 經(jīng) 過 放 大 、 濾 波 、 自動

6、增 益 控 制 后 傳 向下 一 級 。集成 濾 波 芯 片 的 使 用 簡 化 了 電路 的 設(shè) 計(jì) ，且 減 少 了 因 器 件 精 度 而 存 在 的 固 有 誤 差 ;而 自動 增 益 控 制 則 保 證 了信 號 幅 度 的 適 中 。經(jīng) 過 以上 處 理 的 信 號 通 過 隔 離 運(yùn) 放 傳向數(shù) 據(jù) 處 理 模 塊 ，進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 分 析 。關(guān)鍵 詞 : 水深 監(jiān)測 ; 超 聲 波 ; 換 能器 收 發(fā) 電路 ; 單 片