隨著海洋勘測技術的發(fā)展，研制高性能的海洋測流儀器越來越重要。多普勒聲學海流剖面儀就是一種非常重要的用來測量海流速度的儀器。在調(diào)試多普勒聲學海流剖面儀的過程中，多普勒聲學海流剖面儀信號模擬器是很重要的設備，它是數(shù)字模擬技術與多普勒聲學技術相結合的產(chǎn)物，它通過模擬的方法產(chǎn)生聲學海流剖面儀回波信號，以便在不具備實際海洋情況的條件下，可以在實驗室環(huán)境中對聲學海流剖面儀的樣機進行系統(tǒng)調(diào)試。在此情況下，本文研制了一種聲學海流剖面儀信號模擬器，并對聲學海流剖面儀回波信號接收過程中使用的算法進行了研究。 本文首先比較了多普勒聲學海流剖面儀的發(fā)射信號與接收信號之間的關系，分析了產(chǎn)生多普勒頻移的原因。選用直接數(shù)字頻率合成技術(DDS)生成多普勒聲學海流剖面儀調(diào)試所需要的回波信號o DDS技術克服了傳統(tǒng)信號源的頻率精度不高和頻率不穩(wěn)等問題。本文選用專用DDS芯片AD9833來實現(xiàn)回波信號的產(chǎn)生，利用ARM嵌入式技術對輸出信號進行控制。 信號模擬器以S3C2410處理器為核心構建了硬件平臺，采用核心板與擴展板相結合的硬件結構。核心板主要包括了存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡接口和各種通訊接口。其主要功能是存儲大量數(shù)據(jù)信號和通訊功能；擴展電路包括了16路DDS信號輸出及信號調(diào)理電路，可以通過軟件來配置16路信號相應的工作狀態(tài)及選擇信號輸出形式。硬件設計預留了一定數(shù)量的I/O接口以備將來擴展之用。 建立嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；并分析BootLoader啟動機制，移植VIVI；通過配置內(nèi)核相關文件，移植Linux2.4.18內(nèi)核到模擬器系統(tǒng)；編寫16路DDS的驅(qū)動程序；設計了模擬器的上位機通訊程序及用應程序；對系統(tǒng)進行了軟硬件調(diào)試，調(diào)試結果表明模擬器完全能夠模擬聲學海流剖面儀的回波信號。 最后，結合回波信號形式，采用基帶解調(diào)、復相關等技術對接收回波信號所使用的算法進行了研究，估算出多普勒頻移，配合了調(diào)試海流剖面儀樣機工作的進行。該模擬器不但可以模擬回波信號，還可以作為發(fā)射信號來用，大大提高了模擬器的實用性。關鍵詞：聲學海流剖面儀；S3C2410； AD9833；嵌入式Linux；回波信號
標簽：
ARM
聲學
信號模擬器
信號處理
上傳時間：
2013-04-24
上傳用戶：prczsf
