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本课题来源于导师的两个国家自然科学基金项目“矿山透地救灾通信系统的信道特性及弹性波多模信号接收方法”和“基于连续震源的煤层反射式槽波精细探测理论”。针对国家自然科学基金项目的实际需要,本课题旨在设计一款超低频弹性波发射机。 通过软件与硬件相结合的方式,论文主要完成了以下工作: (1)硬件电路设计。使用MAX530芯片实现了数模转换功能;设计了截止频率为100Hz的低通滤波电路和50Hz的陷波器,实现了滤波功能;采用DS-2950型号功率放大电路,实现了功率放大功能;改进了电动式扬声器的结构,完成超低频弹性波换能器的设计。 (2)软件仿真。使用 Matlab软件分别对直接序列扩频调制(DSSS)、正交频分复用调制(OFDM)、多载波码分多址调制(MC-CDMA)三种调制技术中的不同调制方法进行了仿真,在仿真过程中得到了不同调制技术的重要参数。通过分析比较仿真结果,验证了三种调制技术处理超低频弹性波信号的可行性。 (3)软件设计。设计超低频弹性波发射机中三种调制技术的系统方案,依据软件仿真得到的重要参数,采用MSP430F149芯片实现三种不同调制算法的C语言编程,完成信号处理模块的软件设计。 (4)结果及分析。组装超低频弹性波发射机样机,测试样机发射超低频弹性波信号的效果。 测试结果表明,设计的超低频弹性波发射机能够发射出频率范围在0.1~100Hz的超低频弹性波,并且功率大约是200W。