基于无线数据传输的水下爆炸压力遥测系统

　　武器的命中精度和爆炸威力是武器装备的两个最重要的战术技术指标，水下爆炸压力遥测系统是为考核水中兵器的水下爆炸威力及对舰船的毁伤能力而研制的，它可以对水下多个测点上的爆炸压力峰值、冲击波与二次波波形、爆心与测点间的距离等进行同时测量。

　　1 系统设计方案

　　水下爆炸压力遥测系统由两部分组成：测量站和主控站。测量站由传感器组、数据采集器、单片机控制系统、数字电台等组成;主控站由数字电台、通讯适配器、主控机及其输入输出设备组成。如图1所示。

　　其工作过程如下：爆炸发生后，测量站的压力传感器组将单次瞬态爆炸压力波信号转换为相应的电信号，送数据采集器进行采集，然后通过数字电台发送采样数据;主控站数字电台收到采样数据后，通过适配器与主控机建立通讯联系，主控机接收并处理数据，显示打印冲击波峰值、冲击波与二次波波形等。

　　2 关键技术

　　2.1 扩频通信技术

　　Motorola公司生产的GM950I型电台增加一个无线数传Modem后，便成为具有扩频功能的数字电台。其原理是：在发送端用扩频编码去扩展信号频谱，在接收端用相同的编码解扩，使之还原成原始信号。具体做法是：发送端信号经模2加法器调制，再经过伪随机码发生器产生扩频信号，加在载波调制器输入端，利用QPSK方式调制成载波信号，调制后获得的宽带扩频信号放大后发射出去;在接收端，射频信号经放大、射频宽带滤波，由同步电路从发来的扩频编码的相位中拾取同步信号，经解扩后还原出原始信号。

　　无线通信采用扩频技术，由于扩频信号隐藏在白噪声中难以检测，因而具有较好的通信保密性，同时使系统有较高的信噪比，抗干扰性能好，易于实现码分多址。

　　数字电台与主控机的通信协议为：

　　·通信接口：标准串行RS232接口，9线制全双工方式;

　　·通信字格式：1位起始位，8位数据位，1位停止位;

　　·波特率：4800bau/s。

　　2.2 数据采集技术

　　数据采集一般指将连续变化的模拟量转换成离散的数字量，送处理机进行处理的过程。数据采集的核心是A/D转换芯片的选取及其与处理机的接口方法。数据采集器的电路实现如图2所示。

　　2.2.1 A/D转换芯片的选取

　　水下爆炸压力遥测系统的数据采集器采用MAXIM公司的MAX153芯片，这是一种基于半闪速技术的高速8位ADC，其主要特性如下：

　　·转换时间为660ns;

　　·采样速率为1Msps;

　　·内部采样/保持;