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☆ 前言：       水聲學(xué)是聲學(xué)的一個分支學(xué)科,它主要研究聲波在水下的產(chǎn)生、傳播和接收過程，用以解決與水下目標(biāo)探測和信息傳輸過程有關(guān)的聲學(xué)問題。聲波是已知的唯一能夠在水中遠(yuǎn)距離傳播的波動，在這方面遠(yuǎn)比電磁波（如無線電波、光波等）好，水聲學(xué)隨著海洋的開發(fā)和利用發(fā)展起來，并得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代大型水面艦艇及潛艇上的聲納系統(tǒng)就是根據(jù)水聲學(xué)原理而發(fā)展出來的，其主要功能是：搜索和跟蹤水下目標(biāo)（潛艇、水雷），對目標(biāo)進(jìn)行敵我識別，測定水下目標(biāo)的運(yùn)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(tǒng)的聲納系統(tǒng)主要靠發(fā)射和接收模擬信號進(jìn)行測試，主要由水聽換能器基陣、模擬電子設(shè)備及輔助設(shè)備三部分組成，隨著現(xiàn)代測試技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化聲納系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，而與傳統(tǒng)聲納系統(tǒng)最大的區(qū)別就在于電子設(shè)備部分的變化，由基于強(qiáng)大計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字信號處理設(shè)備取代了傳統(tǒng)的模擬信號設(shè)備，使聲納系統(tǒng)的分辨率更高，處理功能更強(qiáng)大，速度更快，但是，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的難點(diǎn)在于高速多通道同步數(shù)據(jù)采集，以及在采集的同時實(shí)時記錄。一直以來，該技術(shù)只掌握在國外少數(shù)幾家廠商手中。我公司以特有的高速多通道同步海量動態(tài)信號實(shí)時數(shù)據(jù)采集技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合用戶實(shí)際需求，推出了水聲信號動態(tài)測試系統(tǒng)，完美地解決了這一難題。   ☆  測試要求： ◆      多通道同步并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； ◆      每通道采樣率不低于100KSps； ◆      A/D分辨率不低于12Bit； ◆      多通道數(shù)據(jù)海量存儲，連續(xù)采集存儲時間不低于30秒； ◆      支持多種采集觸發(fā)方式； ◆      前端配置多通道信號調(diào)理系統(tǒng)，用于微弱信號的濾波、放大； ◆      信號調(diào)理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各通道間相位一致性、幅度一致性好； ◆      信號調(diào)理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)失真、噪聲低。   ☆  系統(tǒng)功能特點(diǎn)： ◆      多通道（8～32個）、同步、并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； ◆      每通道采樣率100KSps、200KSps、1MSps或2MSps（根據(jù)用戶具體要求選擇），以適應(yīng)不同換能器基陣頻率要求； ◆      根據(jù)所選數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不同，A/D分辨率為12Bit、14Bit或16Bit； ◆      多通道數(shù)據(jù)海量存儲，連續(xù)采集存儲時間僅受各通道采樣率及系統(tǒng)硬盤剩余存儲空間限制； ◆      支持內(nèi)觸發(fā)（上升沿、下降沿）、外觸發(fā)、手動觸發(fā)等多種觸發(fā)方式； ◆      配置多通道（8～32個）精密差分放大器信號調(diào)理系統(tǒng)，用于微弱信號的濾波、放大； ◆      平坦響應(yīng)頻帶內(nèi)，信號調(diào)理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各通道間相位差≤0.3°，系統(tǒng)空間定位性好； ◆      采用精密差分放大器及高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)失真、噪聲極低。   ☆  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)： ◆  水聲信號動態(tài)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下所示：   ◆      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明及產(chǎn)品選型： 本系統(tǒng)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(jù)用戶具體需要選擇）多通道海量動態(tài)信號記錄分析儀構(gòu)成水聲信號動態(tài)測試系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集通道數(shù)可根據(jù)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(jīng)收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置送到TDEC TSC3000模塊化多通道精密差分放大器信號調(diào)理系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)入TDEC多通道并行同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行A/D變換、實(shí)時存儲等數(shù)字化處理，同時實(shí)時顯示數(shù)據(jù)波形及測試結(jié)果，經(jīng)分析處理，得到目標(biāo)的方向、位置、距離等參數(shù)，數(shù)據(jù)波形及結(jié)果還可以直接發(fā)送到打印機(jī)生成測試報(bào)告。   ☆  系統(tǒng)軟件： TopView2000RT是TDEC海量動態(tài)信號記錄分析儀配套的虛擬儀器應(yīng)用軟件，提供采集控制、記錄設(shè)置、實(shí)時存盤、波形實(shí)時顯示、文件預(yù)覽及導(dǎo)出、存盤文件管理、讀取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、測試報(bào)告自動生成、打印及通訊功能，操作直觀、便捷。 同時，系統(tǒng)配置了Signal3000，它是TDEC信號調(diào)理產(chǎn)品系列TSC模塊化放大器的配套虛擬儀器應(yīng)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(jìn)行各種參數(shù)的設(shè)置。 系統(tǒng)同時提供DLL動態(tài)鏈接庫及二次開發(fā)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(tǒng)。   ☆  硬件配置及主要技術(shù)指標(biāo)： ◆      模擬輸入通道數(shù)：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(yīng)頻帶內(nèi)≤0.3° ◆      信噪比：≥78dB（PCI-10016H、PCI-2614H）、66dB（PCI-20012H、TOP-5612H） ◆      數(shù)據(jù)存儲容量：主機(jī)硬盤剩余空間 ◆      信號調(diào)理系統(tǒng)增益：×1、×10、×100、×1000 ◆      信號調(diào)理系統(tǒng)濾波方式：插件式濾波器，根據(jù)用戶需要選擇濾波方式及濾波范圍   ☆  結(jié)束語：       聲納是現(xiàn)代大型水面艦艇及潛艇上不可缺少的電子設(shè)備之一，TDEC的水聲信號動態(tài)系統(tǒng)是聲納系統(tǒng)中重要的組成部分之一，目前已在各有關(guān)高校、研究所及軍方等多個研究項(xiàng)目的大中型試驗(yàn)中取得了良好的效果，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，性能優(yōu)越，適用于各種水聲試驗(yàn)、海洋探測、智能浮標(biāo)及水下通訊等行業(yè)應(yīng)用需求。