AD8310在網(wǎng)箱聲學監(jiān)測中的應用
式中,視頻帶寬VideoBandWidth一般設為輸入信號最低頻率的l/10。
C4用來降低偏置補償回路的轉折頻率。OFLT懸空時,該補償回路的高通轉折頻率為2 MHz,添加一個680 pF的電容,降到約90 kHz。轉折頻率COFLT的大小可以用下面的公式計算:
3.3 對數(shù)轉換后的傳播損失補償
由于存在傳播損失,網(wǎng)箱聲學監(jiān)測系統(tǒng)對回波信號進行積分前,必須對信號進行補償。
聲波的傳播是靠水中質點的振動而依次傳遞能量,事實上,質點不可能把能量全部傳給臨近的質點,由于振動的阻尼作用,有一部分能量直接變成熱能,消耗在海水中了,這種傳播損失稱為吸收損失。
把一個具有聲功率W的聲源放在無限均勻媒質中,假定傳播媒質中功率不損耗,則在距離r處的聲功率要分布在的球面上,因此:
聲場強度與離聲源中心距離的平方成反比,1m處的回波強度與10 m處的回波強度會相差10 000倍,這種能量擴散造成的傳播損失稱為擴散損失。綜上所述,r米處的回波的傳播損失為:
式中,α稱為吸收系數(shù),單位為dB/m。
AD8310的輸入輸出關系為:
式中,VSLOPE為對數(shù)斜率,單位V/dB;PIN為輸入電壓相,對于參考電平的對數(shù),P0為截距相對于同一參考電平的對數(shù)。在圖2的電路中,如PIN的單位為dBV,則:
使用AD8310后,擴散損失的補償由乘法變成了加法,由于換能器輸出電壓與聲壓成線性關系,因此補償后的輸出大小為:
式中:r為距離,α為吸收系數(shù),DI為指向角增益。
4 試驗結果與結論
AD83lO對魚群回波信號有很好的動態(tài)轉換能力,并且簡化了傳播損失補償?shù)挠嬎悖珹D8310能夠很好地區(qū)分一70dB以上的回波信號,如果提高電路對寬頻噪聲的抑制能力,它的分辨力還能提高。需要注意的是,AD8310是一款解調對數(shù)放大器,在轉換的過程中丟失了信號的相位和頻率信息,因此只適用于網(wǎng)箱監(jiān)視系統(tǒng),對于一些要求精確估計目標方位的系統(tǒng)并不適用。
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