声波预警系统

本发明涉及信号处理，具体涉及一种声波预警系统。

背景技术：

1、声波预警系统是用于对蛙人探测声纳探测到的入侵目标提供处理手段的设备。声波预警系统的麦克风可将实时人声语音或提前录制的语音通过换能器发射到水中，提醒或驱离水下入侵目标。它既是一种水下通讯设备，也是一种声学干扰设备，可用于“警告”或在必要时“干扰”任何被发现接近或进入禁区的未经授权的潜水员。

2、目前现有的声波预警系统多采用以下两种做法如图1所示，第一种方法如图1（a）所示。麦克风将声音信号转换为电信号，通过硬件声音均衡器对各频率段模拟电信号进行音量、音色等处理后再传输至上位机，再由计算机里的上位机软件将电信号转换为数字信号通过网线传输至功率放大器，由于变换器输出带有高频谐波、换能器的阻抗随着频率波动，所以前端要加对应的滤波网络与阻抗匹配网络，最后由换能器将电信号转化为声音信号发出。第二种方法与第一种方法类似，如图1（b）所示。麦克风直接将声音信号转换为电信号传输至上位机，通过功率放大器内的处理芯片设计软件均衡器以实现声音的均衡。

3、现有的声波预警系统的功率放大器的输出端需要采用滤波网络进行滤波，以及采用独立的匹配网络对负载进行阻抗匹配，这大大的增大了系统的体积，降低了功率密度。同时，需要硬件的声音均衡器或功率放大器的软件进行声音均衡处理，这无疑增加了硬件的声音均衡器或功率放大器软件的复杂度，使系统的成本升高。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种声波预警系统，解决了系统体积大的技术问题。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种声波预警系统，包括依次连接的麦克风、计算机、功率放大器和换能器

6、所述麦克风用于接收原始声音信号，并将所述原始声音信号转换为电信号；

7、所述计算机安装有上位机软件，基于所述上位机软件将电信号进行滤波均衡处理，获取相应的声音文件；

8、所述功率放大器基于电源变换器，用于在将声音文件解码为电压信号后进行脉宽调制放大；

9、所述电源变换器和滤波与阻抗匹配网络一体化设计，所述滤波与阻抗匹配网络用于将放大后的电压信号滤波、阻抗匹配；其中，一体化设计是指结构层面的一体设计；

10、所述换能器用于将阻抗匹配网络输出的电压信号转换目标声音信号。

11、优选的，所述上位机软件为labview。

12、优选的，所述电源变换器为电压源型变换器，且所述换能器的阻抗特性为阻容性；

13、所述滤波与阻抗匹配网络为第一电感，所述第一电感串联在电压源型变换器与换能器之间。

14、优选的，所述电源变换器为电压源型变换器，且所述换能器的阻抗特性为阻感性；

15、所述滤波与阻抗匹配网络由第一电感和第一电容组成；其中，所述第一电感的一端与电压源型变换器的第一输出端相连接，另一端与第一电容和换能器的第一连接端相连接；所述电压源型变换器的第二输出端与第一电容和换能器的第二连接端相连接。

16、优选的，所述电源变换器为电流源型变换器，且所述换能器的阻抗特性为阻感性；

17、所述滤波与阻抗匹配网络为第一电容，所述第一电容并联在电流源型变换器的两端。

18、（三）有益效果

19、本发明提供了一种声波预警系统。与现有技术相比，具备以下有益效果：

20、本发明包括依次连接的麦克风、计算机、功率放大器和换能器，通过将声音均衡功能置于上位机软件中，以及将滤波与阻抗匹配网络与常规的功率放大器融合，成功将现有五级或六级架构缩减为四级架构，使声波预警系统结构更简洁，体积更小，成本更低。

技术特征：

1.一种声波预警系统，其特征在于，包括依次连接的麦克风、计算机、功率放大器和换能器；

2.如权利要求1所述的声波预警系统，其特征在于，所述上位机软件为labview。

3.如权利要求1所述的声波预警系统，其特征在于，所述电源变换器为电压源型变换器，且所述换能器的阻抗特性为阻容性。

4.如权利要求3所述的声波预警系统，其特征在于，

5.如权利要求1所述的声波预警系统，其特征在于，所述电源变换器为电压源型变换器，且所述换能器的阻抗特性为阻感性。

6.如权利要求5所述的声波预警系统，其特征在于，

7.如权利要求1所述的声波预警系统，其特征在于，所述电源变换器为电流源型变换器，且所述换能器的阻抗特性为阻感性。

8.如权利要求7所述的声波预警系统，其特征在于，

技术总结本发明提供一种声波预警系统，涉及信号处理技术领域。本发明包括依次连接的麦克风、计算机、功率放大器和换能器，通过将声音均衡功能置于上位机软件中，以及将滤波与阻抗匹配网络与常规的功率放大器融合，成功将现有五级或六级架构缩减为四级架构，使声波预警系统结构更简洁，体积更小，成本更低。此外，所提出的滤波与阻抗匹配网络，实现了滤波与阻抗匹配一体化设计，在减少系统无源器件数量与体积的条件下，实现了滤波与阻抗匹配，提高了系统的功率密度。技术研发人员：汪洪亮,左世雄,孙田福,朱晓楠,岳秀梅受保护的技术使用者：湖南大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23