小信号的幅度比也就是系统的动态范围。,11、这样的动态范围是远不能满足声呐接收机的工作的。在实际的工作中,为了使信号不被噪声淹没,所以声呐接收机所可能接收的小信号,通常不能低于噪声电平以免被噪声淹没。
另外,由于接收机与目标之间距离的变化以及声呐发射功率的变化,造成声呐接收系统输入端的信号强度在很大的范围内变化。为了保证系统的正常工作,所以要求在声呐接收机中采用增益补偿的方法,以适应输入端信号的大动态变化范围和输出端小动态变化范围的要求。
2.2问题的解决本系统中,为了满足动态范围变化的要求,采用时变增益补偿控制方法对所采集到的信号进行增益补偿。时变增益控制就是通过自动地输出一个时变增益控制信号,对接收机的增益进行补偿。通过对MAX7000系列CPLD性能的比较,选用了EPM7128作为水下机器人增益补偿控制的核心处理器。在进行时变增益补偿控制前,CPLD(EPM7128)预先将时变增益控制曲线表存储在外置FLASH芯片39VF800A中。当需要进行时变增益补偿控制时,CPLD(EPM7128)根据输入信号大小从39VF800A中读出时变增益表,再通过并行DAC芯片AD768的输出来控制可变增益放大器CLC5523的增益,终完成增益补偿控制。整个增益补偿控制的原理框图如所示。
从可以看出,整个时变增益补偿控制过程的关键就是如何实现对FLASH的读、写操作和对CLC5523增益控制区的选取。39VF800A是SiliconStorageTechnology公司生产的8Mbits高速非易失性FLASH存储器。39VF800A具有数据保持时间长达100年,读、写次数>100,000次的性能。提供段擦除(2KWord)、块擦除(32KWord)和整片擦除(512KWord)的功能。该芯片的操作命令字格式如表1所示。
表139VF800A的软件命令字39VF800A的读操作是由CE和OE联合控制实现的。CE为低电平时,选中39VF800A;此时若OE也处于低电平,则对该芯片进行读操作。相应的读时序如所示。
方便地实现对该芯片的相应操作。
CLC5523是低功耗、宽带、直流耦合变增益放大器。增益控制引脚的电压输入范围是:02V,增益调整速度4dB/ns,增益放大倍数2100倍。CLC5523的典型应用电路原理图如所示,增益曲线如所示。
结合实际工作条件,并且使时变增益补偿控制是线性控制,选择CLC5523增益曲线中25°C时的线性部分作为CLC5523的工作区。是整个时变增益补偿控制经逻辑综合后的时序图。
潘p:3结论本文介绍了利用Max7000系列CPLD(EPM7128)作为核心处理器来实现某型号智能水下机器人的时变增益补偿控制。CPLD作为一种半定制的数字处理芯片,具有抗干扰能力强、处理速度快、使用方便等优点,将其与现代信号处理技术相结合,在现代水声信号处理中必将有更广阔的应用前景。