水聲記錄儀需要長時間工作于水下,在功能上需要滿足大容量的存儲、低功耗、高保真、實時采集記錄的要求。鑒于水聲信號頻率一般不高,采樣率100kHz足以滿足大部分信號采集需求,四路24bit采集8個小時總的數(shù)據(jù)量不超過32G,因此采用容量為32G的CompactFlash就能滿足系統(tǒng)存儲要求。
記錄儀采樣頻率100kHz時,要在10μs的采樣周期內(nèi)完成4路24bit水聲信號的采集存儲,實時性要求較高,這里選用TI超低功耗數(shù)字信號處理芯片TMS320VC5509A為主控處理器,其處理速度達到400MIPS,可滿足系統(tǒng)需求。
水聲記錄儀的系統(tǒng)軟件設(shè)計:
系統(tǒng)軟件設(shè)計的重點是完成采集數(shù)據(jù)的存儲,即完成對CF卡的讀寫操作。在DSP讀寫CF卡扇區(qū)時,首先設(shè)置起始扇區(qū)的LBA地址和扇區(qū)數(shù)目;接著設(shè)置命令寄存器,讀取數(shù)據(jù)設(shè)置命令“20H”,寫入數(shù)據(jù)設(shè)置命令“30H”;然后讀取狀態(tài)寄存器,判斷狀態(tài)寄存器值是否為“58H”,若是,則開始讀寫操作,若否,則繼續(xù)讀取狀態(tài)寄存器。接下來讀取狀態(tài)寄存器是否為“50H”,判斷CF卡操作是否完成,若否,則繼續(xù)讀取判斷;若為是,則結(jié)束讀寫過程。如果在判斷狀態(tài)寄存器中發(fā)生了超時或出現(xiàn)錯誤,可設(shè)置超時或錯誤標志,以跳出讀寫過程。
水聲記錄儀的功能:
布放方便,回收后可快速更換損耗件并重新布放。
記錄150m深度范圍內(nèi)環(huán)境噪音、生物聲信號和人為聲音。
記錄從次聲到超聲不同物種的聲音??梢愿鶕?jù)需要設(shè)置不同的時間采用不同的采樣率。
適用于不同的記錄目的。設(shè)置一個或兩個水聽器(雙通道輸入)的采樣率、增益和觸發(fā)條件實現(xiàn)不同的記錄目的。
可以通過改變記錄間隔或占空比實現(xiàn)更長的布放時間。
通過自適應(yīng)觸發(fā)器和記錄壓縮延長布放時間。
在數(shù)據(jù)記錄時自動記錄峰值噪音級,數(shù)據(jù)保存在日志文件中,便于評估聲壓級。
水聽器可以根據(jù)需要固定在儀器上或通過電纜連接記錄器。
通過系繩、潛水員或聲學(xué)釋放器固定和回收。