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简述水声通信机的各组成结构作用

发布时间:2022-09-26   点击次数:102次
  以海洋为典型代表的水下通信,是人类至今仍在努力探索的通信领域,其有着广泛的应用场景。海洋中的通信离不开接收机的支持。传统的水声接收机大都只有一个或者两个接收通道,且不同通道的增益都是不独立,同时接上不同类型换能器,效果比较差,应用范围比较局限。而水声通信机采用八个通道的增益相互独立,可以针对不同换能器分别进行调整,提高水声通信质量。同时,高达八通道的接收,可以明显提高通信可靠性、传输范围和吞吐量。
 
  水声通信机的设计方法通常取决于系统为克服多径干扰和相位起伏所采用的不同技术。这些技术可分为两个方面:一是对信号的设计,即系统调制/解调的方案设计;二是发射/接收设备的结构,即系统的帧处理及均衡方案的设计。整套通讯系统主要由海上控制中心、外部通讯链路、以及遥控执行机构三个逻辑子系统组成,是基于声波和超低频电磁波来进行双向通讯。水上部分由计算机、Modem、收/发滤波放大电路和双向换能器组成,水下部分由水下双向换能器、收/发放大滤波电路、水声/ELF转换电路和ELF-Modem+单片机控制系统组成。因为信号均为收/发双向传递,所以采用双向换能器,双向换能器内部既有发射器又有水听器,既可发送声波信号又可接收声波信号。
 
  水声通信机采用24v锂电池供电,通过电源转化,产生正负5v、2.5v及3.3v电源,对其他电路进行供电。两片opa4376四通道低噪放芯片作为对水下接收信号的前级放大,放大小信号,抑制噪声。而滤波部分则采用两片四通道的有源滤波芯片max275进行带通滤波,减少噪声干扰。接收前端中级放大采用4片ad604双通道增益控制放大器,进行增益调节。接收前端末级放大则是采用两片opa4197四通道的轨到轨放大器,把波形放大至合适的范围,再经过ad7655八通道模数转换器转化为数字信号。
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