水聲動態信號測試系統

分類：解決方案日期：2009-08-11 08:40:46 來源：廠商

☆ 前言：

水聲學是聲學的一個分支學科,它主要研究聲波在水下的產生、傳播和接收過程，用以解決與水下目標探測和信息傳輸過程有關的聲學問題。聲波是已知的唯一能夠在水中遠距離傳播的波動，在這方面遠比電磁波（如無線電波、光波等）好，水聲學隨著海洋的開發和利用發展起來，并得到了廣泛的應用。現代大型水面艦艇及潛艇上的聲納系統就是根據水聲學原理而發展出來的，其主要功能是：搜索和跟蹤水下目標（潛艇、水雷），對目標進行敵我識別，測定水下目標的運動要素，以供反潛武器射擊指揮用；其次是水下通訊，探測水雷，探測水下情況保障本艦安全航行。傳統的聲納系統主要靠發射和接收模擬信號進行測試，主要由水聽換能器基陣、模擬電子設備及輔助設備三部分組成，隨著現代測試技術及計算機技術的迅猛發展，數字化聲納系統應運而生，而與傳統聲納系統最大的區別就在于電子設備部分的變化，由基于強大計算機系統的數字信號處理設備取代了傳統的模擬信號設備，使聲納系統的分辨率更高，處理功能更強大，速度更快，但是，實現該系統的難點在于高速多通道同步數據采集，以及在采集的同時實時記錄。一直以來，該技術只掌握在國外少數幾家廠商手中。我公司以特有的高速多通道同步海量動態信號實時數據采集技術為基礎，結合用戶實際需求，推出了水聲信號動態測試系統，完美地解決了這一難題。

☆ 測試要求：

◆ 多通道同步并行數據采集系統；

◆ 每通道采樣率不低于100KSps；

◆ A/D分辨率不低于12Bit；

◆ 多通道數據海量存儲，連續采集存儲時間不低于30秒；

◆ 支持多種采集觸發方式；

◆ 前端配置多通道信號調理系統，用于微弱信號的濾波、放大；

◆ 信號調理系統、數據采集系統各通道間相位一致性、幅度一致性好；

◆ 信號調理系統、數據采集系統失真、噪聲低。

☆ 系統功能特點：

◆ 多通道（8～32個）、同步、并行數據采集系統；

◆ 每通道采樣率100KSps、200KSps、1MSps或2MSps（根據用戶具體要求選擇），以適應不同換能器基陣頻率要求；

◆ 根據所選數據采集系統不同，A/D分辨率為12Bit、14Bit或16Bit；

◆ 多通道數據海量存儲，連續采集存儲時間僅受各通道采樣率及系統硬盤剩余存儲空間限制；

◆ 支持內觸發（上升沿、下降沿）、外觸發、手動觸發等多種觸發方式；

◆ 配置多通道（8～32個）精密差分放大器信號調理系統，用于微弱信號的濾波、放大；

◆ 平坦響應頻帶內，信號調理系統、數據采集系統各通道間相位差≤0.3°，系統空間定位性好；

◆ 采用精密差分放大器及高質量數據采集系統，系統失真、噪聲極低。

☆ 系統結構：

◆ 水聲信號動態測試系統結構框圖如下所示：

◆ 系統結構說明及產品選型：

本系統采用我公司TSC3000系列模塊化多通道精密差分放大器、PCI -10016H（或PCI-20012H、PCI-2614、TOP-5612H，根據用戶具體需要選擇）多通道海量動態信號記錄分析儀構成水聲信號動態測試系統，數據采集通道數可根據水聲換能器基陣類型來選擇，一般為8、16或32通道。水聲換能器基陣接收的反射波經收發轉換裝置送到TDEC TSC3000模塊化多通道精密差分放大器信號調理系統進行放大、濾波，去除掉雜波干擾信號，并將微弱信號放大成合適的幅度，再進入TDEC多通道并行同步數據采集系統進行A/D變換、實時存儲等數字化處理，同時實時顯示數據波形及測試結果，經分析處理，得到目標的方向、位置、距離等參數，數據波形及結果還可以直接發送到打印機生成測試報告。

☆ 系統軟件：

TopView2000RT是TDEC海量動態信號記錄分析儀配套的虛擬儀器應用軟件，提供采集控制、記錄設置、實時存盤、波形實時顯示、文件預覽及導出、存盤文件管理、讀取數據、數據處理、測試報告自動生成、打印及通訊功能，操作直觀、便捷。

同時，系統配置了Signal3000，它是TDEC信號調理產品系列TSC模塊化放大器的配套虛擬儀器應用軟件，提供了圖形化、人性化的控制界面，用戶可以很方便地進行各種參數的設置。

系統同時提供DLL動態鏈接庫及二次開發編程接口，用戶可自行編制專用測試軟件模塊，TDEC也可以為用戶“量身定制”專用測試軟件模塊，并無縫嵌入到TopView2000軟件中去，成為用戶專用的測試系統。

☆ 硬件配置及主要技術指標：

◆ 模擬輸入通道數：8～32個

◆ 每通道最高采樣率：100K（PCI-10016H）、200K（PCI-20012H）、1M（TOP-5612H）、2MSps（PCI-2614H）

◆ A/D分辨率：16Bit（PCI-10016H）、14Bit（PCI-2614H）、12Bit（PCI-20012H、TOP-5612H）

◆ 通道間相位差：平坦響應頻帶內≤0.3°

◆ 信噪比：≥78dB（PCI-10016H、PCI-2614H）、66dB（PCI-20012H、TOP-5612H）

◆ 數據存儲容量：主機硬盤剩余空間

◆ 信號調理系統增益：×1、×10、×100、×1000