基于LabVIEW的參量陣測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

輸入信號(hào)通過(guò)運(yùn)放PA85后，功率得到提高，但輸出的電流較小。為了得到較高的輸出電流，在PA85的輸出端接人由Q1，Q2，Q3和Q4組成的互補(bǔ)對(duì)稱式放大器，提升運(yùn)放PA85的輸出電流。另外，二極管D1和D2構(gòu)成的保護(hù)電路，不但能限制PA85輸入差分電壓低于輸入晶體管基極一發(fā)射極的反向擊穿電壓，而且還能起到限制輸入瞬時(shí)電流的作用。
2．3 信號(hào)接收電路設(shè)計(jì)
信號(hào)接收電路主要包括前端放大電路、帶通濾波電路和末級(jí)放大電路，并為換能器接收陣中的四個(gè)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(hào)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(jí)放大電路采用典型的反相放大電路的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)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(jì)
基于LabVIEW開(kāi)發(fā)工具的軟件系統(tǒng)的前面板如圖6所示，可以即時(shí)顯示輸入信號(hào)、SSB輸出信號(hào)以及接收回來(lái)的信號(hào)，并保存數(shù)據(jù)供進(jìn)一步信號(hào)處理，如頻譜分析等。

程序設(shè)計(jì)中需要注意的是：
由于信號(hào)發(fā)射后，碰到障礙物將反射回來(lái)，因此每次發(fā)射信號(hào)的持續(xù)時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則接收的信號(hào)與發(fā)射的信號(hào)會(huì)發(fā)生混疊，相互干擾，具體持續(xù)時(shí)間可根據(jù)換能器發(fā)射陣與障礙物之間的距離來(lái)確定；
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)射的超聲的功率比較大，實(shí)驗(yàn)過(guò)程不能持續(xù)太長(zhǎng)，否則對(duì)人身體產(chǎn)生影響，因此每次接收回來(lái)的數(shù)據(jù)最好以文件的形式保存下來(lái)，供后續(xù)處理，如頻譜分析等。

4 結(jié) 語(yǔ)
設(shè)計(jì)的系統(tǒng)以LabVIEW軟件為平臺(tái)，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，系統(tǒng)電路得到大大簡(jiǎn)化，而且輸入及載波信號(hào)可調(diào)，提高了系統(tǒng)的使用效能，更能全面地對(duì)聲學(xué)參量陣進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)輸入信號(hào)為5 kHz、載波頻率為85 kHz時(shí)，在障礙物處能夠聽(tīng)到聲響，系統(tǒng)也接收到回波信號(hào)。也就是說(shuō)，系統(tǒng)發(fā)射的載波調(diào)制信號(hào)能夠在空氣中自解調(diào)，形成差頻信號(hào)，而且系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)的接收，從而證明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(zhǎng)等弊病。因此下一步將從參量陣基本理論下手，通過(guò)優(yōu)化電路，改進(jìn)換能器陣及信號(hào)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(cè)等領(lǐng)域。