[发明专利]一种水下激光信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及现代电子技术领域，具体涉及一种水下激光信号采集系统。

背景技术

蓝绿激光在水下可用波长为0.45～0.55u波段内，在海水中的穿透深度可达300m以上。在用于水下通信时，准直性好，不易被截获，且不受电磁辐射和核辐射的影响；它的发射设备更为轻巧，隐蔽安全。在用于水下目标探测时，搜索效率和探测点密度远远高于声纳，可用于精度和机动性要求高的场合。激光在水下传输以及探测都和海水介质以及水下的流场环境有很大的关系，激光的衰减有其规律性，因此通过采集连续激光探测到目标产生的回波信号，然后与理想的激光功率曲线对比，就可以准确地分析出水下激光传输的相关特性，从而为水下目标探测和水下通信提供很好的理论基础。

发明内容

本发明旨在提出一种结构简单、信号传输精度高的水下激光信号采集系统。

本发明的技术方案在于：

一种水下激光信号采集系统，由激光发射模块、APD接收模块、DSP、PC机四大部分组成；其中，激光发射模块与DSP、PC机依次相连；APD接收模块与DSP、PC机依次相连；激光发射模块与APD接收模块直接通过探测目标相连。

优选地，所述的DSP采用TI的32位定点数字信号处理芯片TMS320F2812作为信号采集和处理的核心。由相互并列的发射控制模块与A/D采集模块组成；其中，激光发射模块连接发射控制模块；APD接收模块连接A/D采集模块。

优选地，所述的APD接收模块由依次连接的光学透镜、APD、放大电路以及电源电路组成。

更优选地，所述的放大电路选用集成运放AD8066。

或者更优选地，所述的电源电路采用±5V的双电源供电模式，选用NationalSemiconductor公司生产的LM2661M，输入电压为1.5～5.5V。

或者优选地，所述的激光发射模块提供了两个通道的通用I／O输出口，外围电路运用了一个三极管2N4401和PMOS管NTR4171P，芯片引脚输出高电平时导通三极管。

本发明的技术效果在于：

本发明能实时准确地控制激光的发射并采集回波的信号，并通过SCI串口通信将数据传输到上位PC机。实验证明该系统可以满足设计要求，并且为进一步实现水下激光传输特性的研究提供了基础，在水下通信和水下探测具有一定的应用前景。

附图说明

图1为本发明一种水下激光信号采集系统的系统连接图。

具体实施方式

一种水下激光信号采集系统，由激光发射模块、APD接收模块、DSP、PC机四大部分组成；其中，激光发射模块与DSP、PC机依次相连；APD接收模块与DSP、PC机依次相连；激光发射模块与APD接收模块直接通过探测目标相连。

其中，DSP采用TI的32位定点数字信号处理芯片TMS320F2812作为信号采集和处理的核心。由相互并列的发射控制模块与A/D采集模块组成；其中，激光发射模块连接发射控制模块；APD接收模块连接A/D采集模块。APD接收模块由依次连接的光学透镜、APD、放大电路以及电源电路组成。所述的放大电路选用集成运放AD8066。电源电路采用±5V的双电源供电模式，选用NationalSemiconductor公司生产的LM2661M，输入电压为1.5～5.5V。激光发射模块提供了两个通道的通用I／O输出口，外围电路运用了一个三极管2N4401和PMOS管NTR4171P，芯片引脚输出高电平时导通三极管。

将激光发射和接收的载体置于实验环境中，上位机通过DsP控制激光发射模块，发射连续的蓝绿激光，激光探测目标后产生回波，APD接收到该回波信号进行预处理，并发送到DSP的外围处理模块，然后经过DSP内部集成的A／D转换模块转换为数字量，最终通过串口通信将数据输出到上位机中进行显示和后处理。DSP芯片作为下位机的MCU，主要实现的是激光器发射电源通断控制以及激光回波信号采集和A／D转换。