DSP实现的水声应答机信号处理

摘 要：利用TMS320VC5509A为核心的DSP处理硬件，通过软件实现自适应Notch滤波和瞬时频率序列方差检测（VIRD）运算，在较低信噪比使用条件下完成对单频测距信号的可靠检测和判定。以此为基础的水声应答机经浅海使用验证，可靠完成应答测距，满足研制要求。

关键词：TMS320VC5509A Notch滤波 VIFD检测

中图分类号：TB565 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0029-01

在水声测量领域，早期的水声应答机采用单片机实现对水声测距信号的检测，限于资源和运算速度等条件，只能对信号做简单的鉴频鉴宽处理，恶劣水文条件下精度和可靠性都不甚理想。随着低功耗DSP器件的不断推出，可以在应答机中对水声信号做更为复杂精细的处理，从而提高测距可靠性和水文环境适应性[1]。

1 DSP工作电路硬件设计

TMS320VC 5509A（以下简称5509A）是德州仪器（TI）公司针对低功耗应用推出的一款低功耗高性能DSP，支持丰富的外设接口，最高支持200 MHz的时钟频率，片内具有双乘累加器，具有高达400 MIPS的处理能力，是一款具有较高性价比的低功耗DSP芯片[2～3]（图1）。

DSP工作电路是在MCU值班电路主控之下独立实现水声单频测距脉冲检测判别的硬软件系统。以5509A为核心的DSP工作电路硬件结构如图1所示，包括DSP、ADC、FLASH、受控电源和JTAG等外围器件。其中，DSP实现水声测距信号处理，ADC采用微功耗芯片ADS8326，通过和DSP无缝连接的SPI接口以简化接口逻辑设计。为进一步降低系统功耗，DSP工作电路的电源设计成受值班电路程序控制，只有确切接收到测距工作指令以后，才将DSP系统电路上电启动。通过值班电路下载到DSP的数据处理控制参数和DSP上传到值班电路的回复指令都通过IIC通信链路来实现。

2 DSP工作电路软件设计

3 应用情况及结论

以低功耗DSP5509A硬件为基础，通过软件实现了LMS自适应Notch滤波和瞬时频率序列方差检测，在较低信噪比的条件下实现了对单频脉冲水声测距信号的可靠检测。以此为基础的水声应答机经过浅海使用环境的检验，能可靠完成应答测距，满足研制和使用要求。

参考文献

[1] 张光普.长基线水声导航系统收发机硬件电路设计[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2004.

[2] 张伟伟，薛模根，袁魏华.基于DSP和USB2.0的高速偏振图像采集处理系统[J].电子技术应用，2008（9）：54-56.

[3] 徐林杰，杨三胜.TMS320VC5509A的I2C总线应用研究[J].舰船电子工程，2011，31（3）：101-104.

[4] 严鹏，杨振，许伟杰.自适应Notch滤波器的FPGA实现[J].声学技术，2008，27（2）：275-278.

[5] 魏振坤，冯海泓，黄敏燕，等.瞬时频率方差检测器的实际性能分析[J].声学技术，2010，29（5）：533-537.