声呐作为对水下目标探测与定位的设备,其重要组成部分之一为换能器基阵。由于制作工艺等原因,每个阵元间的幅度和相位水平很难保持一致。因此为了提高基阵的接收精度,本文设计了一套换能器幅相一致性测试系统。论文主要内容包括系统总体方案设计、硬件平台搭建以及配套软件编写等。硬件平台依据其功能划分为综合控制模块、信号生成模块、信号调理模块、通道切换模块以及信号采集模块五个部分。综合控制模块采用DSP+FPGA架构,因为DSP具有浮点运算能力,且FPGA管脚资源丰富,为系统的升级预留了空间。信号调理模块采用了程控放大倍数模式,且每个通道的放大增益均独立可调,从而提高了通道间幅度一致性。由于系统最多可以测试128个通道,本文采用64组继电器组成通道切换模块,既完成了测试通道的扩展,又保证了通道间幅度和相位的一致性。系统选用AD9244作为信号采集模块的模数转换核心芯片,该模数转换芯片支持高速采样率,可以实现对高频信号的采集。同时,利用VC++设计了与之匹配的显控软件。在启动测试系统后,上位机软件会自动进行自检,确定系统内各模块能够在软件的控制下完成相应功能动作。在使用时,用户只需配置一些参数后,系统即可自动化完成测试过程,并可以将测试结果生成Word文档。系统可产生指定频率信号,该信号经外部功放后推动发射换能器发声。待测换能器基阵接收信号后经调理电路进入信号采集模块。最后系统将采集到的数据上传至上位机,计算机通过分析和处理后,将通道间幅度和相位一致性显示在界面上。整个系统在实验室环境中进行测试,性能稳定,在20kHz~200kHz频带范围内,幅度一致性小优于±1dB,相位一致性优于±3°,符合预期的设计要求。