三維聲納成像系統(tǒng)專用調(diào)試平臺硬件設(shè)計.pdf

1、隨著人類對海洋的不斷探索，三維聲納成像逐漸成為重要的水下探測技術(shù)。三維聲納成像系統(tǒng)通過2304(48×48)路信號的同步采樣和16384(128×128)個空間波束形成的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理，完成實時的水下三維場景成像。系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和海量數(shù)據(jù)大大地提高了三維聲納成像系統(tǒng)的調(diào)試與測試難度。三維聲納成像系統(tǒng)專用調(diào)試平臺能夠較好地模擬三維聲納成像系統(tǒng)的實際工作環(huán)境，完成對三維聲納成像系統(tǒng)的功能調(diào)試與性能測試。
　　 本文針對三維聲納成像系

2、統(tǒng)調(diào)試難度大的問題，研究開發(fā)了三維聲納成像系統(tǒng)專用的調(diào)試平臺。該平臺基于直接數(shù)字頻率合成(DDS，Direct Digital Synthesis)技術(shù)和時變增益控制(TVG，Time Variation of Gain)技術(shù)，以PowerPC嵌入式處理器為核心控制單元，通過現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable GateArray)，控制DDS芯片和TVG芯片生成2304(48×48)路相位、頻率和幅度動態(tài)可

3、調(diào)的正弦信號。同時，PowerPC嵌入式處理器通過FPGA控制AD采樣芯片對輸出信號進(jìn)行采樣，并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控機，與三維聲納成像系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，完成對三維聲納成像系統(tǒng)的調(diào)試。
　　 結(jié)果表明，三維聲納成像系統(tǒng)專用調(diào)試平臺輸出信號的幅度控制動態(tài)范圍大于40dB，頻率控制動態(tài)范圍100-500KHz，相位控制動態(tài)范圍0-360°，系統(tǒng)采集信號幅度一致性小于1dB，相位一致性小于1°，基本滿足三維聲納成像系統(tǒng)的調(diào)