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声学释放器水下单元的软硬件实现

李华锋  
【摘要】:声学释放器是水声通信系统中的一种常用设备。声学释放器在海洋救助打捞、海洋工程、水下作业中得到了广泛应用,在军事上也大量使用声学释放器,并对海洋电磁探测技术的发展起到了推动作用。严格的说声学释放器可以作为海洋电磁探测方面的一个重要的分支。本课题的选题背景来源于实验室承担的《海洋可控源采集系统装备研制》项目。学习借鉴国内外先进的水声通信和释放器研发技术,并对声学释放器的水下控制通信单元进行研制,并配合Benthos865的机械释放结构和甲板单元DS-7000实现机械释放控制和水声通信的功能。通过课题的研究和实验结果,掌握水声通信技术,为研制独立的水声通信电腐蚀电路进行技术积累和技术沉淀,推进实验室项目的进展。本文中主要介绍了水声通信过程中的关键技术和关键单元,水声释放系统的实现,声学释放器水下单元的电路设计方案,并对研制过程中的电子电路技术问题进行了详细的介绍。水声通信技术采用的是传递FSK调制信号,FSK信号在水中抗干扰性较强,常用与水声通讯之中。水下单元通过换能器对接收到的FSK信号进行解码,实现应答使能和释放控制等功能。水下单元电路部分主要包括:信号接收电路,应答发射电路,和值班控制电路,电源管理等。信号接收电路主要包括了:前端放大,限幅和解调检波电路。应答发射电路包括:频率合成电路。功率放大电路和匹配网络。值班控制电路:采用MSP430单片机实现了检波信号的测量解码,机械释放的控制和使能发射电路等功能。在水下单元软件平台中编写了解码程序,机械释放程序,水声应答程序,低功耗处理程序。本文设计的水下声通信电路,配合甲板单元和机械释放结构可以实现完整的水声通信释放体系。最后通过空气中和水中的水声通信实验验证了仪器的可靠性和稳定性。


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