AD8310在網(wǎng)箱聲學(xué)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
式中,視頻帶寬VideoBandWidth一般設(shè)為輸入信號(hào)最低頻率的l/10。
C4用來(lái)降低偏置補(bǔ)償回路的轉(zhuǎn)折頻率。OFLT懸空時(shí),該補(bǔ)償回路的高通轉(zhuǎn)折頻率為2 MHz,添加一個(gè)680 pF的電容,降到約90 kHz。轉(zhuǎn)折頻率COFLT的大小可以用下面的公式計(jì)算:
3.3 對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的傳播損失補(bǔ)償
由于存在傳播損失,網(wǎng)箱聲學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行積分前,必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。
聲波的傳播是靠水中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)而依次傳遞能量,事實(shí)上,質(zhì)點(diǎn)不可能把能量全部傳給臨近的質(zhì)點(diǎn),由于振動(dòng)的阻尼作用,有一部分能量直接變成熱能,消耗在海水中了,這種傳播損失稱(chēng)為吸收損失。
把一個(gè)具有聲功率W的聲源放在無(wú)限均勻媒質(zhì)中,假定傳播媒質(zhì)中功率不損耗,則在距離r處的聲功率要分布在的球面上,因此:
聲場(chǎng)強(qiáng)度與離聲源中心距離的平方成反比,1m處的回波強(qiáng)度與10 m處的回波強(qiáng)度會(huì)相差10 000倍,這種能量擴(kuò)散造成的傳播損失稱(chēng)為擴(kuò)散損失。綜上所述,r米處的回波的傳播損失為:
式中,α稱(chēng)為吸收系數(shù),單位為dB/m。
AD8310的輸入輸出關(guān)系為:
式中,VSLOPE為對(duì)數(shù)斜率,單位V/dB;PIN為輸入電壓相,對(duì)于參考電平的對(duì)數(shù),P0為截距相對(duì)于同一參考電平的對(duì)數(shù)。在圖2的電路中,如PIN的單位為dBV,則:
使用AD8310后,擴(kuò)散損失的補(bǔ)償由乘法變成了加法,由于換能器輸出電壓與聲壓成線(xiàn)性關(guān)系,因此補(bǔ)償后的輸出大小為:
式中:r為距離,α為吸收系數(shù),DI為指向角增益。
4 試驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論
AD83lO對(duì)魚(yú)群回波信號(hào)有很好的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換能力,并且簡(jiǎn)化了傳播損失補(bǔ)償?shù)挠?jì)算,AD8310能夠很好地區(qū)分一70dB以上的回波信號(hào),如果提高電路對(duì)寬頻噪聲的抑制能力,它的分辨力還能提高。需要注意的是,AD8310是一款解調(diào)對(duì)數(shù)放大器,在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中丟失了信號(hào)的相位和頻率信息,因此只適用于網(wǎng)箱監(jiān)視系統(tǒng),對(duì)于一些要求精確估計(jì)目標(biāo)方位的系統(tǒng)并不適用。
評(píng)論