专利名称：一种新型测深仪回波信号发生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号的发生装置，特别涉及一种用于测深仪 的使用训练和维修的测深仪回波信号发生装置。
背景技术：
测深仪是保证船舶安全航行的重要航海设备，对于使用训练和维 修部门来说，如何提高测深仪的使用训练效果和维修质量，对发挥设 备的正常效能有着重要的意义。"测深仪回波信号发生器"的出现，使船员训练和对测深仪进行 检测有了现代化的模拟仪器，这对提高训练水平和维修质量、縮短训 练和维修周期发挥了巨大作用。它在进行使用训练和维修时能完全取 代换能器，能直观地模拟出测深仪所需的各种海况下的回波信号，能 实现过去在陆地上无法进行而必须在海上才能进行的教学和训练科 目，使教学训练更直观方便，提高了教学和训练的质量，縮短了训练 周期。而当应用于维修时能对测深仪进行全量程维修，从而取代了测 深仪的系泊实验，同时在训练和维修时应用回波信号源还能避免测深 仪换能器发出的超声波对训练和维修人员造成的伤害。然而随着现今装备技术水平的提高，目前生产的测深仪其标称精 度均优于1%，但市场上与之相应的模拟式"测深仪回波信号发生器" 由于其精度有限而造成测量误差加大，并且在测试时无法动态地产生实时回波模拟信号，从而造成训练质量的单一性。 实用新型内容本实用新型针对上述同类产品的不足，而提供了一种能够实现测 深仪回波模拟信号的动态高效模拟的新型测深仪回波信号发生装置。为了达到所述目的，本实用新型提供的装置包括上位计算机、通 用串行总线接口、微控制器、直接数字频率合成器、数模转换模块、 滤波及功率放大模块、收发转换模块、包络检波模块、信号滤波模块、 施密特整形模块、测深仪换能器接口。本实用新型采用微控制器来作为回波信号发生装置的主控制器， 由它负责整个回波信号发生装置工作的协调。在波形数据加载阶段， 微控制器通过通用串行总线接口从上位计算机获得所要加载的数据 信息，并将此数据信息下载到回波信号发生装置的动态存储器中。然后，当测深仪通过测深仪换能器接口发出探底声纳信号时，该 单频正弦脉冲调制信号首先经起隔离保护作用的收发转换模块，再分 别经过包络检波模块、信号滤波模块和施密特整形模块后将信号转换 成与声纳信号周期相对应的的纯脉冲信号，该信号进入微控制器。接着，微控制器在该脉冲信号的外中断触发下，通过控制直接数字频率 合成器生成相应信号，再经数模转换模块及幅度调整来模拟产生与目 标回波强度和目标距离相应的回波信号，其直接数字频率合成器为接 受微控制器控制并可处理产生水深回波信号的关键部件。最后，该回波信号经滤波及功率放大模块进行滤波和功率放大后，再通过收发转换模块送入测深仪换能器接口。此外，微控制器也 可在必要的时候获取上位计算机的控制信号来对输出波形进行控制。有效结果本实用新型提供的基于通用串行总线及直接数字频率 合成技术的测深仪回波信号发生装置，采用了一个简便、实用、性价 比高的方案，通过通用串行总线可实时地调整模拟水深的回波信号， 另外将当今先进的直接数字频率合成技术融入回波信号发生装置的 研制中，提高了回波信号的质量和精度，从而达到完全取代换能器而 实现了过去在陆地上无法进行而必须在海上才能进行的海底水深测 量，使教学训练更直观方便，有效提高了教学和训练的质量。总之，本实用新型产生的回波信号可变、模拟范围广、精度高， 可直观地模拟出测深仪所需的各种海况下的回波信号，从而成功实现 了测深仪水深信号的动态高效模拟，提髙了测深仪的使用训练效果和 维修质量。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。 图1为本实用新型的结构组成示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效 易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。图1本实用新型的结构示意图,其中1为上位计算机、2为通用串行总线接口、 3为微控制器、4为直接数字频率合成器、5为数模转 换模块、6为滤波及功率放大模块、7为收发转换模块、8为包络检 波模块、9为信号滤波模块、10为施密特整形模块、11为测深仪换 能器接口 。其上位计算机1通过通用串行总线接口 2连接微控制器3， 微控制器的信号输入和输出端分别通过信号控制线连接施密特整形 模块10的信号输出端和直接数字频率合成器4的信号输入端，直接 数字频率合成器4的信号输出端通过数模转换模块5连接滤波及功率 放大模块6的信号输入端，收发转换模块7通过信号控制线连接测深 仪换能器接口 11，且其的信号输入、输出端通过信号控制线分别连 接滤波及功率放大模块6的信号输出端和包络检波模块8的信号输入 端，包络检波模块8的信号输出端通过信号滤波模块9连接施密特整 形模块10的信号输入端。本实用新型采用微控制器3来作为回波信号发生装置的主控制 器，由它负责整个回波信号发生装置工作的协调。在波形数据加载阶 段，微控制器3通过通用串行总线接口 2从上位计算机1获得所要加 载的数据信息，即所要产生的回波数据信息，并将此数据信息下载到 信号源的动态存储器中。然后当测深仪通过测深仪换能器接口 11发出声纳信号时，该单 频正弦脉冲调制信号首先经起隔离保护作用的收发转换模块7，再按 顺序分别经过包络检波模块8、信号滤波模块9和施密特整形模块10 后转换成与声纳信号周期相对应的的纯脉冲信号，同时将该信号送入 到微控制器3;接着，微控制器3在该脉冲信号的外中断触发下，通过控制直接数字频率合成器4生成相应信号，再经数模转换模块5及 幅度调整来模拟产生与目标回波强度和目标距离(回波延时)相应的 回波信号。最后，该回波信号经滤波及功率放大模块6进行滤波和功率放大 后，再通过收发转换模块7送入测深仪换能器接口 11。另外，微控 制器3也可随时通过通用串行总线接口 2获取上位计算机1的控制信 号来对回波波形进行控制。以上是本实用新型的实施方式之一，.对于本领域内的一般技术人 员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上可以做多种变化， 同样能够实现本实用新型的目的。但是，这种变化显然应该在本实用 新型的权利要求书的保护范围内。
权利要求1、一种新型测深仪回波信号发生装置，该装置由上位计算机、通用总线接口、微控制器、直接数字频率合成器、数模转换模块、滤波及功率放大模块、收发转换模块、包络检波模块、信号滤波模块、施密特整形模块、测深仪换能器接口组成；其特征在于，所述的上位计算机通过通用总线接口连接微控制器，微控制器的信号输入和输出端分别通过信号控制线连接施密特整形模块的信号输出端和直接数字频率合成器的信号输入端，直接数字频率合成器的信号输出端通过数模转换模块连接滤波及功率放大模块的信号输入端，收发转换模块通过信号控制线连接测深仪换能器接口，且其的信号输入、输出端通过信号控制线分别连接滤波及功率放大模块的信号输出端和包络检波模块的信号输入端，包络检波模块的信号输出端通过信号滤波模块连接施密特整形模块的信号输入端。
2、 根据权力要求1所述的一种新型测深仪回波信号发生装置， 其特征在于，所述的通用总线接口为通用串行总线接口。
3、 根据权力要求1所述的一种新型测深仪回波信号发生装置， 其特征在于，所述直接数字频率合成器为接受微控制器控制并可处理 产生水深回波信号的关键部件。
专利摘要本实用新型公开了一种新型测深仪回波信号发生装置，该装置中上位计算机通过通用总线接口连接微控制器，微控制器分别连接直接数字频率合成器和施密特整形模块，施密特整形模块通过信号滤波模块和包络检波模块连接收发转换模块，直接数字频率合成器通过数模转换模块和滤波及功率放大模块连接收发转换模块，且收发转换模块连接测深仪换能接口；本实用新型能够实现测深仪水深信号的动态模拟，其回波信号可变、模拟范围广、精度高。
文档编号G01S15/08GK201116882SQ20072007557
公开日2008年9月17日 申请日期2007年10月18日 优先权日2007年10月18日
发明者余立立, 施朝健, 黄震民 申请人:上海海事大学