基于LabVIEW的參量陣測試系統設計

輸入信號通過(guò)運放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組成的互補對稱(chēng)式放大器，提升運放PA85的輸出電流。另外，二極管D1和D2構成的保護電路，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 信號接收電路設計
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(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集成運放。該電路實(shí)現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算放大器 (TL082)和RC阻容元件構成，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構，并通過(guò)調節電位器來(lái)改變電路的增益，使接收電路的輸出幅值滿(mǎn)足數據采集卡的輸入要求。

3 系統LabVIEW軟件設計
基于LabVIEW開(kāi)發(fā)工具的軟件系統的前面板如圖6所示，可以即時(shí)顯示輸入信號、SSB輸出信號以及接收回來(lái)的信號，并保存數據供進(jìn)一步信號處理，如頻譜分析等。

程序設計中需要注意的是：
由于信號發(fā)射后，碰到障礙物將反射回來(lái)，因此每次發(fā)射信號的持續時(shí)間不能太長(cháng)，否則接收的信號與發(fā)射的信號會(huì )發(fā)生混疊，相互干擾，具體持續時(shí)間可根據換能器發(fā)射陣與障礙物之間的距離來(lái)確定；
實(shí)驗過(guò)程中，發(fā)射的超聲的功率比較大，實(shí)驗過(guò)程不能持續太長(cháng)，否則對人身體產(chǎn)生影響，因此每次接收回來(lái)的數據最好以文件的形式保存下來(lái)，供后續處理，如頻譜分析等。

4 結 語(yǔ)
設計的系統以LabVIEW軟件為平臺，與傳統系統相比，系統電路得到大大簡(jiǎn)化，而且輸入及載波信號可調，提高了系統的使用效能，更能全面地對聲學(xué)參量陣進(jìn)行測試。實(shí)驗過(guò)程中，當輸入信號為5 kHz、載波頻率為85 kHz時(shí)，在障礙物處能夠聽(tīng)到聲響，系統也接收到回波信號。也就是說(shuō)，系統發(fā)射的載波調制信號能夠在空氣中自解調，形成差頻信號，而且系統還能實(shí)現回波信號的接收，從而證明該系統設計是可行的。
但是該系統還是存在參量換能器的轉換效率低，系統作用距離不長(cháng)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)換能器陣及信號失真預處理算法等手段，探索提高轉換效率、增大系統的作用距離等的有效方法，使其能更好地應用于水聲探測等領(lǐng)域。