隨著海洋勘測技術(shù)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(xué)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(xué)海流剖面儀的過程中，多普勒聲學(xué)海流剖面儀信號模擬器是很重要的設(shè)備，它是數(shù)字模擬技術(shù)與多普勒聲學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它通過模擬的方法產(chǎn)生聲學(xué)海流剖面儀回波信號，以便在不具備實(shí)際海洋情況的條件下，可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對聲學(xué)海流剖面儀的樣機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。在此情況下，本文研制了一種聲學(xué)海流剖面儀信號模擬器，并對聲學(xué)海流剖面儀回波信號接收過程中使用的算法進(jìn)行了研究。 本文首先比較了多普勒聲學(xué)海流剖面儀的發(fā)射信號與接收信號之間的關(guān)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(shù)(DDS)生成多普勒聲學(xué)海流剖面儀調(diào)試所需要的回波信號o DDS技術(shù)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(shí)現(xiàn)回波信號的產(chǎn)生，利用ARM嵌入式技術(shù)對輸出信號進(jìn)行控制。 信號模擬器以S3C2410處理器為核心構(gòu)建了硬件平臺，采用核心板與擴(kuò)展板相結(jié)合的硬件結(jié)構(gòu)。核心板主要包括了存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)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(kuò)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(yīng)的工作狀態(tài)及選擇信號輸出形式。硬件設(shè)計(jì)預(yù)留了一定數(shù)量的I/O接口以備將來擴(kuò)展之用。 建立嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；并分析BootLoader啟動機(jī)制，移植VIVI；通過配置內(nèi)核相關(guān)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(shè)計(jì)了模擬器的上位機(jī)通訊程序及用應(yīng)程序；對系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明模擬器完全能夠模擬聲學(xué)海流剖面儀的回波信號。 最后，結(jié)合回波信號形式，采用基帶解調(diào)、復(fù)相關(guān)等技術(shù)對接收回波信號所使用的算法進(jìn)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(jī)工作的進(jìn)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(shí)用性。關(guān)鍵詞：聲學(xué)海流剖面儀；S3C2410； AD9833；嵌入式Linux；回波信號
標(biāo)簽：
ARM
聲學(xué)
信號模擬器
信號處理
上傳時(shí)間：
2013-04-24
上傳用戶：prczsf
