水声动态信号测试系统

分类：解决方案日期：2009-08-11 08:40:46 来源：厂商

☆ 前言：

水声学是声学的一个分支学科,它主要研究声波在水下的产生、传播和接收过程，用以解决与水下目标探测和信息传输过程有关的声学问题。声波是已知的唯一能够在水中远距离传播的波动，在这方面远比电磁波（如无线电波、光波等）好，水声学随着海洋的开发和利用发展起来，并得到了广泛的应用。现代大型水面舰艇及潜艇上的声纳系统就是根据水声学原理而发展出来的，其主要功能是：搜索和跟踪水下目标（潜艇、水雷），对目标进行敌我识别，测定水下目标的运动要素，以供反潜武器射击指挥用；其次是水下通讯，探测水雷，探测水下情况保障本舰安全航行。传统的声纳系统主要靠发射和接收模拟信号进行测试，主要由水听换能器基阵、模拟电子设备及辅助设备三部分组成，随着现代测试技术及计算机技术的迅猛发展，数字化声纳系统应运而生，而与传统声纳系统最大的区别就在于电子设备部分的变化，由基于强大计算机系统的数字信号处理设备取代了传统的模拟信号设备，使声纳系统的分辨率更高，处理功能更强大，速度更快，但是，实现该系统的难点在于高速多通道同步数据采集，以及在采集的同时实时记录。一直以来，该技术只掌握在国外少数几家厂商手中。我公司以特有的高速多通道同步海量动态信号实时数据采集技术为基础，结合用户实际需求，推出了水声信号动态测试系统，完美地解决了这一难题。

☆ 测试要求：

◆ 多通道同步并行数据采集系统；

◆ 每通道采样率不低于100KSps；

◆ A/D分辨率不低于12Bit；

◆ 多通道数据海量存储，连续采集存储时间不低于30秒；

◆ 支持多种采集触发方式；

◆ 前端配置多通道信号调理系统，用于微弱信号的滤波、放大；

◆ 信号调理系统、数据采集系统各通道间相位一致性、幅度一致性好；

◆ 信号调理系统、数据采集系统失真、噪声低。

☆ 系统功能特点：

◆ 多通道（8～32个）、同步、并行数据采集系统；

◆ 每通道采样率100KSps、200KSps、1MSps或2MSps（根据用户具体要求选择），以适应不同换能器基阵频率要求；

◆ 根据所选数据采集系统不同，A/D分辨率为12Bit、14Bit或16Bit；

◆ 多通道数据海量存储，连续采集存储时间仅受各通道采样率及系统硬盘剩余存储空间限制；

◆ 支持内触发（上升沿、下降沿）、外触发、手动触发等多种触发方式；

◆ 配置多通道（8～32个）精密差分放大器信号调理系统，用于微弱信号的滤波、放大；

◆ 平坦响应频带内，信号调理系统、数据采集系统各通道间相位差≤0.3°，系统空间定位性好；

◆ 采用精密差分放大器及高质量数据采集系统，系统失真、噪声极低。

☆ 系统结构：

◆ 水声信号动态测试系统结构框图如下所示：

◆ 系统结构说明及产品选型：

本系统采用我公司TSC3000系列模块化多通道精密差分放大器、PCI -10016H（或PCI-20012H、PCI-2614、TOP-5612H，根据用户具体需要选择）多通道海量动态信号记录分析仪构成水声信号动态测试系统，数据采集通道数可根据水声换能器基阵类型来选择，一般为8、16或32通道。水声换能器基阵接收的反射波经收发转换装置送到TDEC TSC3000模块化多通道精密差分放大器信号调理系统进行放大、滤波，去除掉杂波干扰信号，并将微弱信号放大成合适的幅度，再进入TDEC多通道并行同步数据采集系统进行A/D变换、实时存储等数字化处理，同时实时显示数据波形及测试结果，经分析处理，得到目标的方向、位置、距离等参数，数据波形及结果还可以直接发送到打印机生成测试报告。

☆ 系统软件：

TopView2000RT是TDEC海量动态信号记录分析仪配套的虚拟仪器应用软件，提供采集控制、记录设置、实时存盘、波形实时显示、文件预览及导出、存盘文件管理、读取数据、数据处理、测试报告自动生成、打印及通讯功能，操作直观、便捷。

同时，系统配置了Signal3000，它是TDEC信号调理产品系列TSC模块化放大器的配套虚拟仪器应用软件，提供了图形化、人性化的控制界面，用户可以很方便地进行各种参数的设置。

系统同时提供DLL动态链接库及二次开发编程接口，用户可自行编制专用测试软件模块，TDEC也可以为用户“量身定制”专用测试软件模块，并无缝嵌入到TopView2000软件中去，成为用户专用的测试系统。

☆ 硬件配置及主要技术指标：

◆ 模拟输入通道数：8～32个

◆ 每通道最高采样率：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）

◆ 通道间相位差：平坦响应频带内≤0.3°

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

◆ 数据存储容量：主机硬盘剩余空间

◆ 信号调理系统增益：×1、×10、×100、×1000