荣 畋，于肇贤，王宏伟

(北京信息科技大学 理学院，北京 100192)

0 引言

由于海水对电磁波、光波等能量形式的吸收以及深海“会聚区”的存在[1]，声波是目前已知唯一可以在水下远距离无线传输信号的能量形式。振动频率在20 kHz以上的声波称为超声波[2]。相对于普通的声波，超声波指向性更好、穿透力较强、反射性能更好，因此被广泛地应用于信息传输、损伤检测、距离测试以及医疗卫生等领域。但是在传播的过程中，声波在水域信道中的能量损失随着频率的增大而增大，以致水域信道的可用带宽较窄且信息容量较小[3]。因此发射和接收驱动电路的性能对水声通信的质量起着至关重要的作用。

上个世纪，美国Harris Acoustic Products公司和法国、英国研制出的适用于水下舰艇通信的水声通信机[4-5]，采用单边带的调制方式，以大体积水听器为信号发送和接收“窗口”，实现了一定距离的水下通信，但是设备复杂，换能器体积较大、指向性不够尖锐，不适用于民用领域；乔亚拉等[6]组装成了基于 Linux信号处理软件的模拟通信系统，在通道模拟器上实现了远距离的通信，但是理想设计通道与实际水域信道存在差别；周航程等[7]搭建了一个基于并行组合映射序列扩频的水下通信系统，以DSP芯片作为信息处理模块，从而实现了水下平台间信息的隐蔽、高速传输。但是传统上利用555定时器[8]产生特定振动频率的载波以驱动换能器工作的驱动电路，产生的波形频率稳定性较差；而最近新兴的DSP芯片[9-10]处理技术，算法复杂，针对不同的水域需要进行繁杂的计算修改和补偿，不适宜于民用领域的大规模推广。……