高频图像声呐信号处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种信号处理系统，尤其是高频图像声呐信号处理系统，包括：处理控制模块，处理控制模块用于处理信号和存储信号，还用于将信号实时传输给声呐系统的主控模块；多通道信号采集模块，多通道信号采集模块用于采集声呐的模拟信号并将模拟信号转换成数字信号发送给处理控制模块；DAC输出模块，DAC模块与处理控制模块连接，用于将数字信号转换成模拟电流控制执行机构；电源模块，电源模块与处理控制模块连接，用于提供驱动电源；罗经接口，罗经接口与处理控制模块连接，用于连接罗经传感器；及均与处理控制模块连接的内存模块、存储模块、SD卡模块、以太网接口和串口通信接口。该系统信号处理速度快、信号处理量高。

【技术实现步骤摘要】
高频图像声呐信号处理系统
本专利技术涉及一种信号处理系统，尤其是高频图像声呐信号处理系统。
技术介绍
声呐是当今海军作战最重要的手段之一。在潜艇战、反潜战、水雷战和反水雷战中都少不了声呐设备。潜艇在水下的作战活动范围和攻击防御能力，在很大成都上取决于它所装备的声呐，因此声呐被称为水下武器装备的耳目。一旦失去耳目，水下武器装备几乎完全失去战斗力，同时面临着极大的生存风险。水面舰艇的防潜、反潜和反水雷能力也主要取决于所装备的声呐。可以说，没有声呐就没有制海权。声纳技术不仅在水下军事通信、导航和反潜作战中享有非常重要的地位，而且已经成为人类认识、开发和利用海洋的重要手段。通常声呐的电路系统包括前放、调理和信号处理三大块。其中，信号处理是声呐的信息数据处理运算中心。传统的声呐信号处理电路存在信号处理速度慢、不能同时处理多路信号、信号传输能力弱等各种缺点，不能满足当前需要迅速完成信号的处理以及传输的要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种信号处理速度快、信号处理量高大的高频图像声呐信号处理系统，具体技术方案为：高频图像声呐信号处理系统，包括：处理控制模块，所述处理控制模块用于处理信号和存储信号，还用于将信号实时传输给声呐系统的主控模块；多通道信号采集模块，所述多通道信号采集模块用于采集声呐的模拟信号并将模拟信号转换成数字信号发送给处理控制模块；DAC输出模块，所述DAC模块与所述处理控制模块连接，用于将数字信号转换成模拟电流控制执行机构；电源模块，所述电源模块与所述处理控制模块连接，用于提供驱动电源；罗经接口，所述罗经接口与所述处理控制模块连接，用于连接罗经传感器；及均与处理控制模块连接的内存模块、存储模块、SD卡模块、以太网接口和串口通信接口。进一步的，所述处理控制模块包括单片机U1，所述单片机U1为XC7Z045-1FFG676I芯片。进一步的，所述多通道信号采集模块包括不少于一个的采集转换器U1，所述采集转换器为AFE5832LPZAV。进一步的，所述内存模块包括DDR3内存芯片和稳压芯片U29，所述稳压芯片U29为TPS51200DRCT。在PCB布局中要让VTTDDR稳压模块要尽量靠近DDR3内存芯片。进一步的，所述电源模块包括：第一电源单元，所述第一单元包括TPS565201；第二电源单元，所述第二单元包括LTC3633EFE#PBF；第三电源单元，所述第三单元包括TPS74401RG；第四电源单元，所述第四单元包括LMZ21701SILT。进一步的，所述以太网接口包括芯片U206，所述芯片U206为88E1116R。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的高频图像声呐信号处理系统信号处理速度快、信号处理量高。附图说明图1是高频图像声呐信号处理系统的结构框图；图2是多通道采集模块的模拟信号采集输入电路图图3是多通道采集模块将模拟信号转换成数字信号后输出的电路图；图4是内存模块的电路图；图5是电源芯片TPS565201电路原理图图6是电源芯片LTC3633EFE#PBF的电路原理图图7是电源芯片TPS74401RG的电路原理图图8是电源芯片LMZ21701SILT的电路原理图图9是以太网接口电路原理图图10是XC7Z045-1FFG676I的电路原理图。具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1至图10所示，高频图像声呐信号处理系统，包括：处理控制模块，所述处理控制模块用于处理信号和存储信号，还用于将信号实时传输给声呐系统的主控模块；多通道信号采集模块，所述多通道信号采集模块用于采集声呐的模拟信号并将模拟信号转换成数字信号发送给处理控制模块；DAC输出模块，所述DAC模块与所述处理控制模块连接，用于将数字信号转换成模拟电流控制执行机构；电源模块，所述电源模块与所述处理控制模块连接，用于提供驱动电源；罗经接口，所述罗经接口与所述处理控制模块连接，用于连接罗经传感器；及均与处理控制模块连接的内存模块、存储模块、SD卡模块、以太网接口和串口通信接口。处理控制模块包括单片机U1，所述单片机U1为XC7Z045-1FFG676I芯片。多通道信号采集模块包括不少于一个的采集转换器U1，所述采集转换器为AFE5832LPZAV。内存模块包括DDR3内存芯片和稳压芯片U29，所述稳压芯片U29为TPS51200DRCT。在PCB布局中要让VTTDDR稳压模块要尽量靠近DDR3内存芯片。电源模块包括：第一电源单元，所述第一单元包括TPS565201；第二电源单元，所述第二单元包括LTC3633EFE#PBF；第三电源单元，所述第三单元包括TPS74401RG；第四电源单元，所述第四单元包括LMZ21701SILT。以太网接口包括芯片U206，所述芯片U206为88E1116R。如图10所示，控制核心器件是ZYNQ架构系列的XC7Z045-1FFG676I芯片。对外接口包括64路ADC数据采集及预处理模块、DAC输出模块、电源模块、Flash存储模块、DDR3模块、以太网模块、串口通信接口等等。在其内部可以实现数字信号处理、千兆网通信等功能。ZYNQ架构属于一种异构系列处理器，内部分为PS(ARM)和PL（FPGA）这两部分，主要完成64路模拟接收信号的高速采集和处理、大容量数据的本地存储和实时传输、本地存储数据的快速读取、100Mbps/1.0Gbps以太网通信以及串口通信等功能，并可以支持多种协议的接口互联，可为声呐等系统的实时信号采集处理和高速实时数据传输等任务提供可靠保障。如图2和图3所示，多通道信号采集模块的主要功能是对外界输入的64路单端输入的模拟信号进行模数转换，主要是通过ADC模块来实现。ADC芯片选用的是TI公司的AFE5832LPZAV。AFE5832LPZAV是一种高度集成的模拟前端（AFE）解决方案，专门为需要高性能、低功耗和小尺寸的便携式超声系统设计的芯片。AFE5832LPZAV这款元器件的内部由一个多芯片模块（MCM，MultichipModule）构成，该模块有两个部分：1个是压控增益放大器部分（VCA，VoltageControlledgainAmplifier）和1个ADC部分。VCA芯片有32个通道与ADC芯片的16个通道接口。每个ADC信道交替地转换奇数和偶数VCA信道。采用4片AFE5832LPZAV芯片来完成64路模拟信号的采集以及预处理。64路模拟信号均以单端信号形式输入到AFE5832LPZAV中去，每一片AFE5832LPZAV芯片均使用16路奇通道来完成数据采集。AFE5832LPZAV芯片的采集速率为5MSPS，采样精度为12位。然后由AFE5832LPZAV芯片完成模数转换，最后以数字信号的形式输出。如图5所示，TPS565201是由TI公司所提供的一种开关电源芯片，其输入电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高频图像声呐信号处理系统，其特征在于，包括：/n处理控制模块，所述处理控制模块用于处理信号和存储信号，还用于将信号实时传输给声呐系统的主控模块；/n多通道信号采集模块，所述多通道信号采集模块用于采集声呐的模拟信号并将模拟信号转换成数字信号发送给处理控制模块；/nDAC输出模块，所述DAC模块与所述处理控制模块连接，用于将数字信号转换成模拟电流控制执行机构；/n电源模块，所述电源模块与所述处理控制模块连接，用于提供驱动电源；/n罗经接口，所述罗经接口与所述处理控制模块连接，用于连接罗经传感器；及均与处理控制模块连接的内存模块、存储模块、SD卡模块、以太网接口和串口通信接口。/n

【技术特征摘要】
1.高频图像声呐信号处理系统，其特征在于，包括：
处理控制模块，所述处理控制模块用于处理信号和存储信号，还用于将信号实时传输给声呐系统的主控模块；
多通道信号采集模块，所述多通道信号采集模块用于采集声呐的模拟信号并将模拟信号转换成数字信号发送给处理控制模块；
DAC输出模块，所述DAC模块与所述处理控制模块连接，用于将数字信号转换成模拟电流控制执行机构；
电源模块，所述电源模块与所述处理控制模块连接，用于提供驱动电源；
罗经接口，所述罗经接口与所述处理控制模块连接，用于连接罗经传感器；及均与处理控制模块连接的内存模块、存储模块、SD卡模块、以太网接口和串口通信接口。


2.根据权利要求1所述的高频图像声呐信号处理系统，其特征在于，
所述处理控制模块包括单片机U1，所述单片机U1为XC7Z045-1FFG676I芯片。


3.根据权利要求1所述的高频图像声呐...

【专利技术属性】
技术研发人员：周生启，杨凯强，徐彤彤，杨飞，钟艺玲，牛耀，刘耸霄，李树贤，李鑫旺，
申请(专利权)人：海鹰企业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32