在水声信号处理领域,信号接收机主要完成声学换能器声/电转换后电信号的放大、自动增益控制、选频滤波功能,提供归一化信号为后端数字信号处理机进行计算分析。本文鉴于高速模数转换器以及FPGA在数据采集和处理方面的优良性能,对传统的模拟接收技术进行了数字化的重新设计。本文采用高速高精度大动态范围串行接口的AD7763以及Xilinx公司推出的Zynq-7000可扩展处理平台,进行数字化大动态多路接收技术的研究设计,完成4通道原理样机制作,使之具有输入信号低噪声前级放大功能、4路AD同步采集存储功能以及数字波束形成功能,并且系统具有较大的动态范围。本文主要从以下几个方面展开工作:1)结合本课题的设计要求,选择AD7763作为模数转换芯片,选择Zynq芯片作为控制采集处理器。对4路AD原理样机硬件部分进行设计,设计内容包括选取合适的低噪声前级放大电路;设计AD芯片的电源电路、差分驱动电路、采集电路;结合AD芯片的工作原理及Zynq开发板的扩展口特性,完成AD板的时钟设定、地址设定、控制信号设定以及通信接口设定。2)对4路AD原理样机软件部分进行设计,实现FPGA对4路AD的同步采集控制,并将数据存储到FIFO。设计内容包括依据AD芯片工作流程配置时钟、配置寄存器、串行数据读取、多路AD共享串行总线数据读取、FIFO存储,完成以上模块的程序设计及功能仿真。3)对数字波束形成的基本理论进行研究,掌握波束形成的数学原理及实现方法,将4通道原理样机等效为线列阵,实现指定方向的波束并完成仿真,使系统具备波束形成的功能。4)对系统进行调试并进行功能验证,测试分析单个通道的采集性能和多路同步采集性能,测试系统的动态范围,分析其误差来源并提出改进方法。