宽带低功耗水声应答器的设计与实现

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文宽带低功耗水声应答器的设计与实现硕士研究生：刘学指导教师：张殿伦教授学科、专业：水声工程论文主审人：曹忠义副研究员哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文宽带低功耗水声应答器的设计与实现硕士研究生：刘学指导教师：张殿伦教授学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年3月9日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegr

2、eeofMaster（MasterofEngineering）DesignandImplementationofBroadbandLowPowerUnderwaterAcousticTransponderCandidate:LiuXueSupervisor:Prof.ZhangDianlunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:Jan.4.2018DateofOralExamination:Mar.

3、9.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期

4、间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日宽带低功耗水声应答器的设计与实现摘要水声应答

5、器作为通用的声学设备在大多数海洋科学研究与海洋工程中都发挥着重要作用。由于水声应答器工作时完全依靠电池供电，因此降低功耗、延长水下工作时间对应答器具有重要意义。本文设计了一款具有应答、释放和电触发功能的宽带低功耗水声应答器。为了尽可能的降低系统功耗，在设计过程中对硬件电路的器件选型、软件设计、电源系统的动态管理等方面进行深入研究，有效的降低了应答器的功耗。首先，在设计应答器硬件电路时，选取轻负载高效率电源转换芯片LT8610AB为电源转换芯片，综合考虑数字处理芯片的功耗和性能，选择低功耗处理器MSP432作为数字处理芯片，选取毫瓦级轨道轨运算放大器AD8542

6、作为模拟接收电路的核心，在此基础上完成应答器的硬件电路设计。其次，论文完成了对询问信号的相关检测算法的仿真以及2FSK释放指令码检测算法的仿真。完成以下三种功能：询问信号的相关检测功能、释放指令的检测功能和电触发功能。为了尽可能的降低应答器系统功耗，利用MSP432的内部AD采集模块的比较器完成对CPU的唤醒与休眠。最后，对宽带低功耗水声应答器系统进行综合测试，应答器在MSP432CPU休眠状态下功耗为19mW，应答器在MSP432CPU活动模式下功耗为37mW。在此基础上，经过推算可知，采用24V、6Ah规格的锂电池供电，在应答器处于休眠模式时，理论上应答器

7、可以在水下持续工作的时间325天。应答器实现了应答、释放和电触发三种功能。关键词：水声应答器；低功耗；MSP432；相关检测哈尔滨工程大学硕士学位论文宽带低功耗水声应答器的设计与实现ABSTRACTUnderwateracousticpositioningtechnologyisdevelopinginhighspeed.Theunderwateracoustictransponder,asanecessaryequipmentforunderwateracousticpositioningsystem,morepowerfulfunction,smaller

8、volume,lowerpowerco