论文摘要
水声主被动定位系统是为保证某水下武器定型试验和研发试验的质量而研制的靶场测控设备,用于测量水下航行目标的三维轨迹。它有主动和被动两种工作方式。被动方式工作时,通过测量水下目标的噪声来确定目标方位,采用纯方位交汇技术测量目标的水平位置。主动方式工作时,通过测量信标信号到达各浮标的时延差,采用双曲面交汇技术解算目标的三维坐标。浮标分系统是水声主被动定位系统的重要组成部分。它负责水声信号的采集、检测和参数估计,并将测量参数和其它数据通过无线电传送给船载分系统。浮标的硬件构成包括前放、条件处理分机、水声信号处理分机、通信及控制分机、电源管理分机等几个部分。本论文的工作是完成除前放和通信及控制分机之外的浮标主舱硬件设计。具体内容包括:1、浮标分系统条件处理分机设计。以系统技术指标为依据,设计一套以低噪声及低功耗为宗旨的放大、滤波、隔离电路。2、浮标分系统水声信号处理分机设计。该分机采用FPGA加双DSP结构,模拟信号经A/D转换后,在两片DSP内部完成初步处理。3、浮标分系统主舱电源管理分机设计。电源管理电路按要求给浮标分系统各电路模块供电并实现对各模块的程控管理,在追求高转换效率的同时,综合考虑低噪声的设计要求。本论文所设计的水声主被动定位系统浮标信号处理硬件平台已经过湖试验证,工作稳定可靠。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 立题背景和意义1.2 水声定位系统的发展现状与展望1.3 可编程技术1.3.1 可编程逻辑器件的发展1.3.2 模拟可编程技术1.4 数字信号处理器1.5 本文主要研究内容第2章 水声主被动定位系统概述2.1 水声主被动定位系统作用原理2.1.1 被动方式工作原理2.1.2 主动方式工作原理2.2 水声主被动定位系统组成框图2.3 浮标分系统概述2.4 本章小结第3章 条件处理分机电路设计3.1 条件处理分机电路设计思想3.1.1 电路噪声抑制办法3.1.2 电路的低功耗设计3.2 射随电路与放大电路设计3.2.1 射随电路3.2.2 放大电路3.3 差分-单端转换电路3.4 光电隔离电路3.4.1 HCNR200介绍及原理说明3.4.2 HCNR200应用电路分析3.5 带通滤波电路设计3.5.1 带通滤波器设计方法一3.5.2 带通滤波器设计方法二3.5.3 通道一致性调试3.6 条件处理分机电路噪声测量及AD有效位估算3.7 本章小结第4章 水声信号处理分机电路设计4.1 水声信号处理分机概述4.1.1 水声信号处理分机设计框图4.1.2 水声信号处理分机各部分功能简介4.2 FPGA接口设计4.2.1 FPGA芯片选型4.2.2 VHDL程序设计说明4.2.3 FPGA程序加载4.3 DSP电路设计4.3.1 DSP芯片选型4.3.2 DSP1与DSP2之间的通信4.3.3 DSP1与DSP2的联合调试4.3.4 DSP系统的上电程序加载4.3.5 DSP2与外部SDRAM的连接4.4 ADC电路设计4.5 DAC电路设计4.6 锁相环倍频电路设计4.7 本章小结第5章 浮标主舱电源管理5.1 浮标主舱电源电路技术指标5.2 浮标主舱电源管理电路设计5.2.1 直流线性稳定电源和开关型稳压电源的特点比较5.2.2 浮标主舱电源管理电路设计原理5.2.3 开关电源MAX1627电路设计5.2.4 开关电源NFA0101500S0-1电路设计5.2.5 线性稳压电源TPS7101电路设计5.2.6 电池监测电路及漏水报警电路设计5.2.7 电源电路程控原理5.3 浮标连续工作时间及值班时间估算5.4 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢附录
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