[发明专利]一种自容式多通道瞬态噪声测量系统

权利要求书

1.一种自容式多通道瞬态噪声测量系统，其特征在于，所述的自容式多通道瞬态噪声测量系统包括硬件平台、控制软件和噪声特性分析软件；所述的硬件平台主要由水听器、信号调理单元、控制与数据存储单元、供电单元、USB分配器、锂电池组和密封壳体组成，其中，信号调理单元包括信号调理模块；控制与数据存储单元包括模数转换模块、数字控制模块以及SD卡存储与读取模块；所述的控制软件包括供电单元嵌入式控制软件和控制与数据存储单元嵌入式控制软件；所述的噪声特性分析软件通过对发射噪声系统采集的实测数据进行分析，获取发射瞬态噪声的特性；

所述信号调理模块前级为低噪声运算放大器，中级为增益控制和滤波电路；信号调理模块将水听器接收到的微弱声压信号进行滤波和放大，输出适合模数转换模块输入范围的信号；

所述模数转换模块将水听器接收到的声压信号转化为数字信号，主要由单端转差分电路、模数转换电路和电平转换电路组成；信号在进入A/D芯片之前通过单端转差分电路进行单端转差分处理，将一个单端输入信号转换为一个差分输出信号，模数转换电路将单端转差分电路输出的差分信号转换为数字信号，并将转换后的结果送到单片机；电平转换电路用于匹配模数转换电路与控制与数据传输单元中主控电路之间的电平，以防止SPI通信时输入输出信号出现电平不匹配的问题；

所述数字控制模块主要功能为控制A/D芯片采集数据并接收，并将接收的数据通过SDIO接口写入SD卡存储与读取模块；

所述SD卡存储与读取模块用于存储和读取模数转换模块采集的噪声信号数据；

所述供电单元为通过串口给主控制器设置初始时间和工作时间段，在工作时间段内主控制器控制电源芯片的使能引脚使电源芯片输出所需电压，为各个模块供电；

所述USB分配器用于将SD卡存储与读取模块里的原始数据从系统中读取出来；

所述锂电池组为系统的电力储备，带保护电路和配套充电器；

所述密封壳体用于保护电路及附件，信号调理单元、控制与数据存储单元、供电单元、USB分配器和锂电池组位于密封壳体内，水听器和上位机通过连接插头与密封壳体中的声信号采集、存储系统进行数据交换；

所述供电单元嵌入式控制软件用于完成通过串口接收上位机的命令并解析命令，在给定的时间段内给噪声测量系统的其余单元进行供电；所述数据存储单元嵌入式控制软件用于完成对水下瞬态信号的实时采集并存储至SD卡存储与读取模块中；

所述的噪声特性分析软件通过对发射噪声系统采集的实测数据进行分析，获取发射瞬态噪声的特性；噪声特性分析软件包括用户主界面、功能选择、数据读取、数据分析、数据可视化、数据分析结果保存等功能，对SD卡存储与读取模块中的实测数据进行分类、分时段处理，得出水下瞬态噪声的特点和规律。