本课题是国家863项目海洋监测技术主题“小型多参数海洋环境监测浮标”的子课题,本文主要任务是数字水声多普勒流速剖面仪(数字ADCP)控制系统的优化设计及研究。ADCP可以实现非接触、无惯性测量,可以在不干扰流场的情况下,一次完成大范围水体流速的剖面测量,该仪器在海洋测流领域得到广泛应用。多普勒效应和矢量合成是ADCP实现剖面测量的理论基础。本文首先就ADCP的历史、意义做了详细的介绍。然后在传统ADCP的基础上,引入软件无线电思想,对基于软件无线电的数字ADCP的优化设计进行了分析。系统的调试工作是一件极其重要的事情,关系着系统的准确性与稳定性。本文在模块化的基础上,对数字ADCP信号处理系统的调试进行了深入研究。本课题的核心是用全数字的方法实现声波信号处理,包括发射声波的合成、水体散射声波的接收、高频模拟信号的采样量化、数字正交解调、DSP处理、数据存储以及测量过程的逻辑控制,其中涵盖了以TI公司的DSP芯片TMS5410为核心的数字信号处理技术,直接数字合成技术、基于ISL5216的数字下变频技术以及信号数据流的高速采集与实时处理技术。本文的创新工作主要包括以下几个方面:1.对系统的结构和设计方案的解析,从系统的功能模块入手,分析各模块间的相互制约关系,实现模块间的协调配合。2.对底层软件的改进,借助CCS平台对底层软件进行优化改进。通过软件的合理设置改进发射信号的质量。3.对整体信号处理平台进行相关的软硬件调试,从功能层次和代码层次分别对系统进行验证,发现其中问题,改进系统性能。