多阵元拖缆勘探系统传输方案的设计

　　随着人们对海洋资源开发的日益深入，以及海洋军事的迅猛发展，人类在海洋中的活动范围日益扩大，与海洋相关的各种探测技术也越来越受到人们的重视。 其中高可 靠性 的数据 传输 系统 是海洋 拖缆 勘探 系 统 能 否实际使用的重要标志。在这方面国外已有成熟产品，但其成本高且对我国进行严格的技术封锁。目前国内传输系统多采用光纤作为传输介质，其传输速率高、无中继传输距离远、无电磁干扰，但其成本较高且易损坏，可靠性不高[1]。本文根据海洋拖缆勘探中水声数据传输的特点，设计了一种基于LVDS的流水线型数据传输系统。该系统的设计为海洋拖缆勘探系统中水下数据的实时传输提供了一种思路，同时由于LVDS信号的优点，有效地提高了系统的可靠性和稳定性。

　　1系统结构

　　海洋拖缆勘探系统的结构框图如图1所示。该系统由干端系统和湿端系统组成。 干端系统一般置于岸上或拖船上，由上位机及PCI采集板组成。上位机通过PCI采集板进行命令的发送及水声数据的接收、处理、存储和显示。湿端系统位于水下工作区，包括采集系统和传输系统。其中采集系统由水听器(传感器)和采集板组成，传感器 采用 压电传感器或光纤传感器，用于将水下的地震信号转变成电信号或光信号;采集板由前置放大电路、A/D转换电路、滤波器、FPGA及RS485接口电路组成，主要用于将水听器上传的电信号或光信号进行放大滤波后转换成数字信号上传到传输板上。传输系统由传输板和湿端接口模块组成，传输板由LVDS收发电路、预加重和均衡电路及FPGA、RS485接口电路组成，主要用于接收本地采集板上传的数据并将其打包成帧，同时完成数据在级联传输板间的有上传。湿端接口模块主要用于收集由传输板上传的数据并通过光电转换模块将其转换成光信号经光发送电路上传至PCI采集板，同时接收PCI采集板下传的命令并将其转换为电信号通过RS485总线下传到传输板。另外湿端接口模块还用于同步基准信号的产生，同步信号用于系统的同步采集和同步传输，这对系统的稳定性和可靠性有至关重要的作用[2]。

　　2传输系统硬件设计

　　2.1传输系统设计指标

　　传输系统部分设计指标如下：整个传输系统级联30个传输板，传输板间距100m。每个传输板下设一个采集板收集本区域内的16路水听器数据,采样率4 kHz 、采样精度24bit 。

　　2.2传输系统硬件电路设计

　　传输板硬件框图如图2所示(由于湿端接口模块除了同步基准、光电转换模块和采集板接口之外别的部分与传输板一致，故在此不再赘述)。传输板的功能有：