專利名稱:一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊，屬于信號(hào)處理領(lǐng)域。包括自動(dòng)增益控制電路，用于調(diào)整信號(hào)幅值以適應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍，低噪濾波電路，用于濾除接收信號(hào)中的高頻噪聲成分，AD轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)供上位機(jī)調(diào)用。本實(shí)用新型可增加裝置的工作穩(wěn)定性，提高聲源定位精度。
【專利說明】 一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]聲源定位是利用定位目標(biāo)自身輻射聲信號(hào)獲得其位置信息的一項(xiàng)技術(shù)，在軍事和民用領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用。
[0003]信號(hào)預(yù)處理模塊是聲源定位裝置能夠準(zhǔn)確獲得聲源位置信息的前提條件。在聲源定位過程中，由于目標(biāo)與定位裝置距離不定，致使傳感器接收信號(hào)幅值變化較大，若超出硬件電路的動(dòng)態(tài)范圍，則定位裝置將無法正常工作，導(dǎo)致定位裝置工作穩(wěn)定性降低。聲源定位裝置所處環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致其接收數(shù)據(jù)往往含有較多高頻噪聲成分，使信號(hào)畸變嚴(yán)重；同時(shí)，在AD轉(zhuǎn)換過程中，采樣操作易引入時(shí)間誤差，導(dǎo)致各路信號(hào)時(shí)間差受到影響，使聲源定位裝置定位精度降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供了一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)增益控制、濾波和AD轉(zhuǎn)換處理，可增強(qiáng)定位裝置的工作穩(wěn)定性，提高信源定位精度。
[0005]本實(shí)用新型采取的方案是，自動(dòng)增益控制電路分別與低噪濾波電路連接，該低噪濾波電路分別與AD轉(zhuǎn)換電路連接，其中:
[0006]自動(dòng)增益控制電路，用于調(diào)整信號(hào)幅值；
[0007]低噪濾波電路，用于濾除各路接收信號(hào)中的高頻噪聲成分；
[0008]AD轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)供上位機(jī)調(diào)用。
[0009]所述自動(dòng)增益控制電路，包括乘法運(yùn)算電路、放大電路、整流電路、低通濾波電路和比較放大電路。
[0010]所述低通濾波電路，由低通濾波芯片構(gòu)成，用于濾除各路接收信號(hào)中的高頻噪聲成分。
[0011 ] 所述AD轉(zhuǎn)換電路，各路AD采樣電路以并行方式與上位機(jī)接口電路連接，存儲(chǔ)器與該上位機(jī)接口電路連接。
[0012]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]第一、可自動(dòng)控制接收信號(hào)增益以適應(yīng)聲源定位裝置的動(dòng)態(tài)范圍，提高了定位裝置的工作穩(wěn)定性；
[0014]第二、可預(yù)先濾除接收信號(hào)的高頻噪聲成分，提高聲源定位裝置的定位精度；
[0015]第三、可對(duì)各路接收信號(hào)進(jìn)行并行AD采樣，提高了聲源定位精度。

【附圖說明】

[0016]圖1是本實(shí)用新型的整體框圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的自動(dòng)增益控制電路的原理框圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型的AD轉(zhuǎn)換電路的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]自動(dòng)增益控制電路分別與低噪濾波電路連接，該低噪濾波電路分別與AD轉(zhuǎn)換電路連接，其中:
[0020]自動(dòng)增益控制電路，用于調(diào)整信號(hào)幅值；
[0021]低噪濾波電路，用于濾除各路接收信號(hào)中的高頻噪聲成分；
[0022]AD轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)供上位機(jī)調(diào)用。
[0023]所述自動(dòng)增益控制電路，如圖2所示，包括乘法運(yùn)算電路、放大電路、整流電路、低通濾波電路和比較放大電路，用于在信源距離遠(yuǎn)近不同導(dǎo)致定位裝置接收信號(hào)幅值變化時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)變化的增益，使自動(dòng)增益控制電路的輸出幅值基本不變，適應(yīng)后續(xù)電路的動(dòng)態(tài)范圍。其中仏為自動(dòng)增益控制電路輸入電壓，U ^為自動(dòng)增益控制電路輸出電壓，U M為自動(dòng)增益控制電路的參考電壓，Utj2為自動(dòng)增益控制電路中低通濾波器輸出電壓；
[0024]所述低通濾波電路，由低通濾波芯片構(gòu)成，用于濾除各路接收信號(hào)中的高頻噪聲成分；其通帶范圍可調(diào)，增加了電路應(yīng)用的靈活性，避免信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，可提高定位裝置的定位精度，其中低通濾波器的通帶需包含目標(biāo)信號(hào)的中心頻率，以保留有用信號(hào)成分;
[0025]所述AD轉(zhuǎn)換電路，如圖3所示，各路AD采樣電路以并行方式與上位機(jī)接口電路連接，存儲(chǔ)器與該上位機(jī)接口電路連接；用于將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)供上位機(jī)調(diào)用。其中，各路AD采樣電路需以并行方式工作以避免對(duì)接收信號(hào)時(shí)間差的影響；存儲(chǔ)器用于存放AD采樣所得信號(hào)數(shù)據(jù)；上位機(jī)接口電路用于傳輸上位機(jī)控制指令和上位機(jī)調(diào)用存儲(chǔ)器中的信號(hào)數(shù)據(jù)。
[0026]本實(shí)用新型的工作過程為:
[0027]將傳感器陣列接接收定位目標(biāo)發(fā)射信號(hào)傳輸至圖1所示的信號(hào)預(yù)處理模塊；
[0028]圖2中自動(dòng)增益控制電路根據(jù)各路傳感器的輸出電壓信號(hào)產(chǎn)生電壓增益，使信號(hào)幅值基本不變。由圖2中電路關(guān)系可知，自動(dòng)增益控制電路輸出為Utj= K (U M-UJ U1，其中K為大于O的比例系數(shù)，當(dāng)輸入電壓仏增大時(shí)，U 隨之增大，導(dǎo)致K (U ref-u02)減小，則Utj減??；當(dāng)叫咸小時(shí)，同理K(Uref-U02)增大，使U。增大。；
[0029]根據(jù)目標(biāo)信號(hào)中心頻率設(shè)置低通濾波器芯片的通帶范圍，接收自動(dòng)增益控制電路輸出滿足后續(xù)電路動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)，經(jīng)低通濾波處理，濾除高頻噪聲成分；
[0030]AD轉(zhuǎn)換電路中多路AD采樣電路接收上位機(jī)控制指令，以預(yù)先設(shè)定的采樣頻率對(duì)濾波電路輸出信號(hào)進(jìn)行并行采樣，將多路AD采樣所得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器中，經(jīng)上位機(jī)接口電路傳輸給上位機(jī)。
[0031]傳感器接收信號(hào)經(jīng)信號(hào)預(yù)處理模塊上述預(yù)處理操作后，即可獲得聲源定位裝置上位機(jī)可處理的信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過算法運(yùn)算獲得聲源定位信息。
【權(quán)利要求】
1.一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊，其特征在于:自動(dòng)增益控制電路分別與低噪濾波電路連接，該低噪濾波電路分別與AD轉(zhuǎn)換電路連接，其中: 自動(dòng)增益控制電路，用于調(diào)整信號(hào)幅值； 低噪濾波電路，用于濾除各路接收信號(hào)中的高頻噪聲成分； AD轉(zhuǎn)換電路，用于將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)供上位機(jī)調(diào)用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊，其特征在于:所述自動(dòng)增益控制電路，包括乘法運(yùn)算電路、放大電路、整流電路、低通濾波電路和比較放大電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊，其特征在于:所述低通濾波電路，由低通濾波芯片構(gòu)成，用于濾除各路接收信號(hào)中的高頻噪聲成分。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于聲源定位裝置的信號(hào)預(yù)處理模塊，其特征在于:所述AD轉(zhuǎn)換電路中各路AD采樣電路以并行方式與上位機(jī)接口電路連接，存儲(chǔ)器與該上位機(jī)接口電路連接。
【文檔編號(hào)】H03G3-20GK204272043SQ201420753434
【發(fā)明者】孫曉穎, 劉壯, 趙一航, 秦宇鏑, 劉妍妍, 陳磊 [申請(qǐng)人]吉林大學(xué)