小目标图象声纳遥控方案研究

    本方案应用于对水下小目标探测的图象声纳中1该声纳分为水上分机和水下分机1水上分机由PC机(含信号处理板)组成,完成对整个系统的显示、控制和信号处理1水下分机则由收发共用换能器、接收机、发射机和控制接口板组成,完成发射信号产生、发射、信号接收放大、波束形成、增益控制等工作1二者间用一根多芯屏蔽电缆连接1PC机在完成对水下分机各种参数的装订和遥控的同时,还接收来自水下分机的数据信号,以发射同步信号作为帧同步信号在CRT上显示一帧图象1对水下分机进行遥控,诸如选择某种工作参数等,通常都是采用数字电路进行控制,根据数字指令的信息含量N,选择二进制位数k,使得2kEN,这就意味着控制信号线必须含有k+1根芯线(包括一根公共信号地线)1例如在本文涉及的图象声纳要能够改变发射信号的调制脉宽和调制方式、改变脉冲重复周期、暂停发射和恢复周期发射、单次发射控制以及对水下分机中的接收机增益控制的分类和分档等1这就使得控制信号线的数量(k+1)大大增加1例如各种控制信号的组合为35种,则要求k=6,也就是说控制电缆中要占去7根芯线,再加上数据信号芯线,这会使得这根生命线(脐线)臃肿不堪,不便于水下分机的布放和回收,同时也增加了水下分机水密封装的难度1另一方面在水下分机中必然要增加译码电路,使得水下分机的体积增加1为此,本方案提出了一种用PC机的RS-232接口和水下分机中的8031单片机间串行通讯的方式,实现对水下分机的遥控功能1采用这种方案,控制信号线包括共用地线只需3根,并且即使控制信号的组合再增加,也不会增加控制信号线的数量1这无疑是水下分机设计者最为满意的设计方案。

    1 硬件方框图

    图1为水下分机接口电路的硬件电路原理方框图1从图1可以看出:该部分电路要接收显控计算机发出的控制指令,又要向计算机发回帧同步信号(发射信号前沿)作为显示一帧声纳图象的时间同步基准,还要向发射机的功率放大器送出键控驱动信号(按指令规定的周期和脉宽)以及向接收机时间增益控制电路送出控制码的驱动控制信号(和发射信号同步)1。

    上电复位信号使MCS8751产生100ms的发射周期控制信号,并给8155装订0.1ms的脉宽控制信号,该信号送往CH300型模拟开关,控制由晶振电路8224产生的工作频率为f0的连续方波信号(TTL电平),从而使CH300输出一个中心频率为f0,脉宽S=0.1ms,重复周期T=100ms的发射机驱动信号送往发射机功放电路18224晶振电路还产生4MHz频率信号送往时间增益控制地址信号产生器1该地址信号由三片74HC161级联构成,并由发射同步信号在每个发射周期的起始时刻清零1时间增益控制码预先写在EPROM中1地址产生器的工作频率由增益控制时间常数决定1