基于LabVIEW的參量陣測試系統(tǒng)設(shè)計方法

　　2．3信號接收電路設(shè)計

　　信號接收電路主要包括前端放大電路、帶通濾波電路和末級放大電路，并為換能器接收陣中的四個傳聲器提供電源，如圖5所示。

　　前端放大電路采用低功耗、高增益和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)的LM324集成運(yùn)放。該電路實(shí)現(xiàn)四路回波接收信號的相加及其放大功能。帶通濾波器由高阻抗運(yùn)算放大器(TL082)和RC阻容元件構(gòu)成，不但起到帶通濾波器的作用，而且具有放大的功能。末級放大電路采用典型的反相放大電路的結(jié)構(gòu)，并通過調(diào)節(jié)電位器來改變電路的增益，使接收電路的輸出幅值滿足數(shù)據(jù)采集卡的輸入要求。

　　3系統(tǒng)LabVIEW軟件設(shè)計

　　基于LabVIEW開發(fā)工具的軟件系統(tǒng)的前面板如圖6所示，可以即時顯示輸入信號、SSB輸出信號以及接收回來的信號，并保存數(shù)據(jù)供進(jìn)一步信號處理，如頻譜分析等。

　　程序設(shè)計中需要注意的是：

　　由于信號發(fā)射后，碰到障礙物將反射回來，因此每次發(fā)射信號的持續(xù)時間不能太長，否則接收的信號與發(fā)射的信號會發(fā)生混疊，相互干擾，具體持續(xù)時間可根據(jù)換能器發(fā)射陣與障礙物之間的距離來確定；
實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)射的超聲的功率比較大，實(shí)驗(yàn)過程不能持續(xù)太長，否則對人身體產(chǎn)生影響，因此每次接收回來的數(shù)據(jù)最好以文件的形式保存下來，供后續(xù)處理，如頻譜分析等。

　　4結(jié)語

　　設(shè)計的系統(tǒng)以LabVIEW軟件為平臺，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，系統(tǒng)電路得到大大簡化，而且輸入及載波信號可調(diào)，提高了系統(tǒng)的使用效能，更能全面地對聲學(xué)參量陣進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)輸入信號為5kHz、載波頻率為85kHz時，在障礙物處能夠聽到聲響，系統(tǒng)也接收到回波信號。也就是說，系統(tǒng)發(fā)射的載波調(diào)制信號能夠在空氣中自解調(diào)，形成差頻信號，而且系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)回波信號的接收，從而證明該系統(tǒng)設(shè)計是可行的。

　　但是該系統(tǒng)還是存在參量換能器的轉(zhuǎn)換效率低，系統(tǒng)作用距離不長等弊病。因此下一步將從參量陣基本理論下手，通過優(yōu)化電路，改進(jìn)換能器陣及信號失真預(yù)處理算法等手段，探索提高轉(zhuǎn)換效率、增大系統(tǒng)的作用距離等的有效方法，使其能更好地應(yīng)用于水聲探測等領(lǐng)域。