[发明专利]一种基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，包括上位机控制端、由地线和电压线组成的电源总线、多个与所述电压线相连接的声学终端节点，其中：

所述上位机控制端包括用于调整声阵列的动态参数并显示声阵列波形的上位机、用于调制所述动态参数的命令调制模块、用于给声阵列供电的大功率直流电源模块和用于叠加电源和命令信号的加法器，所述上位机通过命令调制模块与所述加法器的输入端连接，与所述地线相连接的大功率直流电源模块与所述加法器的输入端连接，所述加法器的输出端与所述电源总线的电压线相连接；

所述声学终端节点包括命令解调模块和声阵列单元，所述命令解调模块包括复用命令信号分离模块、同步时钟提取模块和脉冲密度调制信号的解调模块，其中，所述复用命令信号分离模块的输入端通过支路线与所述电压线相连接，所述复用命令信号分离模块的一输出端通过VCC支路与所述声阵列单元相连接以提供电源，所述复用命令信号分离模块的另一输出端通过脉冲密度调制信号的解调模块与所述声阵列单元相连接以传输命令信号，所述同步时钟提取模块的输入端与所述支路线相连接、输出端分别与所述复用命令信号分离模块和所述脉冲密度调制信号的解调模块相连接。

2.如权利要求1所述的基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，所述命令调制模块包括依次连接的本地时钟、主控芯片和三态门，所述主控芯片包括与所述本地时钟通讯连接的基准时钟和与所述三态门通讯连接的脉冲密度调制单元。

3.如权利要求2所述的基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，所述命令调制模块的主控芯片为ALTERA CycloneⅣ EP4CE15F23C8N。

4.如权利要求1所述的基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，所述同步时钟提取模块和脉冲密度调制信号的解调模块为所述命令解调模块的主控芯片，其型号为ALTERA CycloneⅣ EP4CE15F23C8N。

5.如权利要求1所述的基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，所述复用命令信号分离模块包括与所述电压线相连接的无源带通滤波器和无源低通滤波器，所述无源带通滤波器通过放大器与所述脉冲密度调制信号的解调模块通讯连接以提供脉冲密度信号，所述无源低通滤波器与所述声阵列通讯连接以提供电源。

6.如权利要求1所述的基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，所述声阵列单元包括晶体振荡器、转换器、主控单元和声学传感器阵列，所述晶体振荡器用于产生本地时钟，所述主控单元包括位时钟锁相环、字节锁相环、位时钟分配单元、字节时钟分配单元和数据接收组帧，所述晶体振荡器用于发出位时钟信号及字节时钟信号，所述位时钟锁相环用于将所述位时钟信号发送至所述位时钟分配单元中，所述字节锁相环用于将所述字节时钟信号发送至所述字节时钟分配单元中，所述位时钟分配单元和字节时钟单元分别将接收到的位时钟信号与字节时钟信号分配多个输出信号并发送至所述转换器中；

所述转换器用于接收与转换所述位时钟信号及字节时钟信号并输送至声学传感器阵列，所述转换器还通过模拟数据支路与所述声学传感器阵列相连接以将声学传感器阵列采集的模拟信号转换为数字信号，再将转换的数字信号通过数字数据支路送给所述数据接收组帧，所述数据接收组帧与以太网线通讯连接。

7.如权利要求6所述的基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，所述转换器的型号为ADAU7002。

8.如权利要求6所述的基于脉冲密度调制的声阵列供电与命令下行复用系统，其特征在于，所述主控单元的型号为ALTERA CycloneⅣ EP4CE75F23C8N。