036] 图中标记说明：
[0037] 1、控制系统 2、DDS芯片
[0038] 3、外部开关电路 4、有源晶振
[0039] 5、动态晶振 6、晶振开关电路
[0040] 7、船台 8、串口分配电路
[0041] 9、压力传感器 10、无线通信模块A
[0042] 11、无线通信模块B 12、电子罗盘
[0043] 13、电源管理电路 14、充电电池
[0044] 15、信号调理电路 16、放大滤波电路
[0045] 17、电源系统。
【具体实施方式】
[0046] 结合附图对本实用新型的技术方案作进一步描述。
[0047] 如图1所示，一种基于拖曳式水声信号发射系统的动态信号发生装置，上述拖曳 式水声信号发射系统由船台7和动态信号发生装置组成，动态信号发生装置安装在拖曳体 内，船台7与动态信号发生装置通过电缆连接，上述动态信号发生装置由船台7控制协调动 态信号发生装置的工作。
[0048] 所述动态信号发生装置包括型号为MSP430F1611的控制系统1、型号为AD5930的 DDS芯片2、外部开关电路3、型号为40M的有源晶振4、型号为PIC12F509的动态晶振5、晶 振开关电路6、串口分配电路8、压力传感器9、无线通信模块A10、无线通信模块B11、电子罗 盘12、电源管理电路13、充电电池14、信号调理电路15、放大滤波电路16和电源系统17 ; 其中：
[0049] 所述控制系统1通过I/O引脚与DDS芯片2连接；所述DDS芯片2的数字时钟有 两个输入源，上述两个输入源分别为固定有源晶振4和动态晶振5，所述控制系统1通过1/ 〇引脚与动态晶振5连接；所述控制系统1的模拟输出引脚与DDS芯片2满量程调整控制 引脚连接；控制系统1的模拟输出引脚与运算放大器同相端连接，去掉输出信号直流偏置 电压。
[0050] 动态信号发生装置，具有CW/Chirp信号输出功能；信号长度可调范围是：500ms~ 1000 ms ;信号幅度范围是：IVpp~5Vpp ;具有压力传感器9、姿态传感器串口数据的接收功 能，并定时传到船台7 ;具有继电器/空气开关控制功能。动态信号发生装置可以输出连续 信号和扫频信号，输出信号的频率、幅度、长度可调；可采集压力传感器9、姿态传感器串口 数据并定时传到船台7 ;可通过外部开关电路3继电器/空气开关。控制系统1通过串行 方式将数据写入DDS芯片2,控制DDS芯片2的寄存器实现不同信号的输出，可以输出连续 信号或扫频信号，输出信号的频率可调。
[0051] DDS芯片2的数字时钟（MCLK)有两个输入源，分别为固定有源晶振4 (40M)和动态 晶振5 (PIC12F509)，由控制系统1通过I/O引脚选择使用哪种晶振，在输出高频信号时使用 有源晶振4,当输出信号频率较低时选择动态晶振5
[0052] 采用单片机MSP430F1611作为控制系统1。MSP430F1611芯片有丰富的片上外围 模块，从Pl到P6共有48个I/O端口，包含了 12位A/D转换器、2路DA输出、精密模拟比较 器、硬件乘法器、2组频率可以达到8MHz时钟模块、2个带有大量捕获/比较寄存器的16位 定时器、看门狗、2个可以实现异步/同步及多址访问的串行通信接口、数十个可以实现方 向设置及中断功能的并行输入/输出端口等。
[0053] 动态晶振5由单片机构成，输出频率可调的时钟信号。控制系统1通过2个I/O 弓丨脚与动态晶振5连接，模拟I 2C接口，向动态晶振5发送命令。控制系统1通过1个I/O 引脚与动态晶振5复位端连接，可复位动态晶振5。动态晶振5的单片机采用内置晶振电 路，这样可以减少外围电路；动态晶振5的单片机预留两个引脚，如果需要输出特殊时钟频 率可以外接晶振。
[0054] 动态晶振5上电完成初始化后，等待控制系统1命令，根据控制系统1命令执行 相关的操作。动态晶振5工作在输出频率状态时，不响应控制系统1命令，这样可以保证输 出频率的准确性；控制系统1如果要改变动态晶振5的输出频率，通过I/O引脚复位动态晶 振5,使动态晶振5可以接收新的频率参数。
[0055] 控制系统1通过两个模拟输出引脚，提供动态变化的电压，调整DDS芯片2信号的 输出幅度，去掉DDS芯片2输出信号的直流偏置电压。
[0056] DDS芯片2通过满量程调整控制引脚来调整输出电流的大小，控制系统1的模拟输 出引脚与DDS芯片2满量程调整控制引脚连接，控制系统1通过改变模拟输出的电压改变 满量程电流，从而改变DDS芯片2的电压输出，实现输出信号的幅度调节。
[0057] 当DDS芯片2输出负载电阻为固定值时，DDS芯片2的输出电压在一定范围内变 化，输出的正弦信号有一个正的直流偏置电压，而动态信号发生装置输出信号需要去掉直 流偏置电压。采用减法电路去掉输出信号的直流偏置电压，由于当DDS芯片2输出幅度变 化时，直流偏置也随之变化，所以控制系统1通过模拟输出引脚提供可变电压接入运算放 大器，去掉直流偏置电压。
[0058] 由于电子罗盘12容易受到外部磁场的干扰，为提高电子罗盘12的数据质量，将电 子罗盘12安装在拖曳体的前部，实现电子罗盘12和其它设备的物理隔离。控制系统1与电 子罗盘12的数据通信通过无线通信模块实现；电子罗盘12在工作时由充电电池14供电； 在电子罗盘12不工作时，控制系统1通过I/O引脚控制电源管理电路13完成对充电电池 14充电。
[0059] 动态信号发生装置有两种数字时钟输入，可根据需要选择不同的晶振，增强了动 态信号发生装置的适用范围。动态晶振5由单片机构成，可配置输出不同的时钟输出，方便 灵活，在动态信号发生装置输出低频信号时，可适当降低DDS的时钟频率，这样不但可降低 功耗，还会减少系统干扰。
[0060] 采用控制系统1自带的两路模拟输出端口，一路用于调节DDS芯片2信号输出幅 度，另一路用于去掉输出信号的动态直流偏置电压，电路简洁，精度和可靠性高。
[0061] 电子罗盘12与其它设备实现物理隔离，可有效提高电子罗盘12数据质量
[0062] DDS芯片2采用AD5930，AD5930可编程扫频和输出触发脉冲波形发生器。该芯片 区别于其他系列产品的特点是专门为扫频设计的，它不需要其他辅助器件就可以完成可编 程扫频；AD5930功耗较低，适合便携设备使用。这款器件采用支持增强型频率控制的嵌入 式数字处理技术，能够生成合成的模拟或数字频率步进波形；采用预先编程的频率配置文 件可以避免连续的写周期，从而释放了重要的DSP/微控制器资源；波形从已知相位开始， 并可以连续地增加相位，因此能够轻松的确定相移。
[0063] AD5930可以产生正弦波、三角波和方波输出，并且有三种工作模式，控制灵活。在 连续输出模式下，该器件在定义时长内输出所需频率，然后步入下一频率。针对该器件输出 特定频率的时长，可进行预先编程并让器件自动递增该频率，或者通过CTRL引脚进行外部 递增。在突发模式下，该器件在一定时长内输出其频率，接着在另一预定义时长内返回到中 间电平，然后步入下一频率。在MSB模式下，该器件产生数字输出。
[0064] 对器件进行编程时，用户需要输入起始频率、频率步进、增量数量，以及器件在各 频率点停留的时间间隔。频率配置参数可通过切换CTRL引脚来启动。
[0065] 该器件提供多种不同的扫描方式。频率以三角扫描模式步进来连续上下扫描整个 频率范围，或以锯形扫描模式向上扫描，但再次发起扫描之前会返回到初始频率。此外，无 需执行任何扫描，也可产生单个频率或突发。
[0066] AD5930通过三线式串行接口写入数据，能够在40MHz的时钟速率下工作。器件采 用2. 3V至5. 5V电源供电，工作电流