1133
聲納探測器解決方案
總述：
聲納探測器是一種利用聲波在水下傳播特性來探測目標(biāo)的設(shè)備。它通過發(fā)射聲波，然后接收目標(biāo)反射回來的回波，根據(jù)回波的時(shí)間、頻率和幅度等信息，確定目標(biāo)的位置、形狀、大小和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等參數(shù)。聲納探測器廣泛應(yīng)用于海洋探測、水下導(dǎo)航、軍事偵察、漁業(yè)捕撈等領(lǐng)域，是人類探索和利用海洋資源、保障水下安全的重要工具 。
一、技術(shù)瓶頸亟待突破
海洋環(huán)境復(fù)雜多變，溫度、鹽度、水流等因素會(huì)影響聲波傳播，導(dǎo)致信號衰減、折射和散射，降低探測精度與可靠性。例如在深海熱液區(qū)，高溫會(huì)極大改變聲波傳播特性，干擾探測。
不同目標(biāo)聲學(xué)特性差異大，小目標(biāo)回波信號弱，難以捕捉和識別；且部分目標(biāo)會(huì)采取降噪措施，增加探測難度。像靜音潛艇，其低輻射特征讓聲納探測變得棘手。
現(xiàn)有技術(shù)在分辨率、探測范圍和實(shí)時(shí)性方面存在局限。如傳統(tǒng)聲納難以同時(shí)兼顧大范圍搜索與高分辨率成像，數(shù)據(jù)處理速度也制約實(shí)時(shí)監(jiān)測能力，無法快速精準(zhǔn)分析大量回波數(shù)據(jù)。
二、芯佰微解決方案
面對聲納探測器的復(fù)雜環(huán)境干擾、目標(biāo)特性差異及技術(shù)局限等挑戰(zhàn)，芯佰微積極應(yīng)對。推出如下幾款產(chǎn)品，為聲納探測器性能提升提供有力支持。
Amp（運(yùn)算放大器）
運(yùn)算放大器在聲納探測器中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它能夠放大聲納接收到的微弱信號，提升信號強(qiáng)度，便于后續(xù)處理；
ADC（高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器）
ADC（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）在聲納探測器中有著不可或缺的作用。聲納探測器接收的聲波信號是連續(xù)的模擬信號，ADC 能將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 。數(shù)字信號更便于后續(xù)數(shù)字電路進(jìn)行處理、存儲和分析，極大提高了信號處理的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
如下是聲納探測器應(yīng)用框圖：
**Amp推薦CBM8656；
**ADC推薦CBM79AD60G；
?
芯佰微對此恒溫器方案推出了以下產(chǎn)品：
CBM8656是一款運(yùn)算放大器，具備以下特性參數(shù)優(yōu)勢：
- 低噪聲：輸入信號頻率在10kHz時(shí)，噪聲僅為 2.7nV/√Hz，在對信號純度要求高的應(yīng)用中表現(xiàn)出色，如音頻處理、傳感器信號放大等。
- 高直流精度：能夠?qū)崿F(xiàn)高直流精度，對于數(shù)據(jù)采集、過程控制和 PLL 濾波器等應(yīng)用，可確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性。
- 低失真度：總諧波失真加噪聲（THD+N）僅為 0.0007%，放大信號時(shí)幾乎不引入額外失真，能保持信號原始質(zhì)量。
- 軌到軌輸入和輸出：作為電壓反饋型軌到軌輸入和輸出精密運(yùn)算放大器，可處理接近電源軌的信號，提高了動(dòng)態(tài)范圍和信號處理能力。
- 失調(diào)電壓漂移低：失調(diào)電壓漂移典型值為4 μV/°C，最大值為 2.3μV/°C，在溫度變化環(huán)境中能保持穩(wěn)定性能。
- 帶寬較大：增益帶寬積為 28MHz，轉(zhuǎn)換速率為 11V/μs，能夠快速響應(yīng)信號變化。
- 溫度適應(yīng)性強(qiáng)：額定溫度范圍為?40°C 至 + 125°C，可在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作，適用于汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域。
CBM79AD60G是一款高精度ADC，具備以下特性參數(shù)優(yōu)勢：
- 高分辨率：作為18位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠提供高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換，量化誤差極小，在醫(yī)療設(shè)備、精密儀器等對精度要求高的領(lǐng)域表現(xiàn)出色。
- 高速采樣率：采樣率高達(dá) 5MSPS，可快速響應(yīng)輸入信號變化，適用于高速數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)信號處理，能確保數(shù)據(jù)不丟失，提升處理效率和實(shí)時(shí)性。
- 低功耗設(shè)計(jì)：總功耗僅5mW，有助于減少系統(tǒng)能耗，在便攜式設(shè)備和電池供電應(yīng)用中優(yōu)勢明顯，且發(fā)熱量低，可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。
- 內(nèi)置轉(zhuǎn)換時(shí)鐘產(chǎn)生電路：減少外部組件需求，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為簡潔，降低成本并降低復(fù)雜性，同時(shí)確保提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號，從而保障模數(shù)轉(zhuǎn)換的精準(zhǔn)度和一致性。
- 誤差校正電路：可自動(dòng)校正轉(zhuǎn)換誤差，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換精度，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，使其在不理想工作條件下也能穩(wěn)定工作。
- 良好的交流和直流特性：具備100dB的動(dòng)態(tài)范圍，99dB的信噪比，115dB的無雜散動(dòng)態(tài)范圍，以及-117dB的總諧波失真，加之微小的線性誤差和微分誤差，共同確保了信號轉(zhuǎn)換的高品質(zhì)。
- 差分模擬輸入范圍寬：允許±VREF內(nèi)的任何輸入范圍，VREF最大值 5V，典型值 4.096V~5V，可靈活適應(yīng)不同的輸入信號。
- 小型封裝與通用性強(qiáng)：采用 QFN-32(5x5) 小型封裝，節(jié)省空間且便于集成，可廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，用戶還可根據(jù)需求靈活配置。
三、應(yīng)用場景
芯佰微依托深厚的專業(yè)技術(shù)研發(fā)實(shí)力，精心推出的一系列電子產(chǎn)品，不僅性能強(qiáng)勁，還具備出色的適配性，在水下救援、水下工程以及水下科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的推動(dòng)作用 。
（一）水下救援領(lǐng)域：
在水下救援行動(dòng)中，聲納探測器可用于尋找溺水者、潛水員和其他水下人員的方位和位置。通過發(fā)射聲波并接收反射回來的聲波，確定被困者的位置和狀態(tài)等信息，為救援行動(dòng)提供重要支持。
（二）水下工程領(lǐng)域：
在建設(shè)水下橋梁、隧道、港口等基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，聲納探測器可用于檢測水下地形、地質(zhì)條件和障礙物，為工程設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，從而確保工程的安全性和順利進(jìn)行。
（三）科學(xué)研究領(lǐng)域：
海洋生物學(xué)家使用聲納來研究海豚、鯨魚等海洋哺乳動(dòng)物的行為和生態(tài)習(xí)性，通過分析它們發(fā)出的聲波信號，了解其活動(dòng)規(guī)律、群體結(jié)構(gòu)、遷徙路線等。此外，聲納技術(shù)還可用于研究海洋中的其他生物和非生物過程。
