[实用新型]自适应放大电路

说明书

技术领域

本实用新型属于消费类应用电子领域，涉及一种主要应用于探鱼仪的自适应放大电路。 

背景技术

在电子技术领域中，基于半导体放大器的放大电路应用十分普遍。通常，在针对不同的工程问题时会使用不同的放大电路。在众多的需要信号放大的工程问题中，有一类是信号是随时间变化的，而这种变化通常是不希望存在的，采用简单的线性放大器处理此类问题将会对产生的结果产生影响。 

比如说目前应用与消费类电子领域的超声波探鱼仪，其工作原理是设备向着被探测的区域发射超声波，当超声波遇到鱼群时将会发射回来。为了能够辨别鱼群的大小以及是否为其它障碍物反射了超声波，还需要对回波信号进行如下处理：首先将回波信号转化为电信号，再通过放大电路将电信号放大，然后通过控制单元对放大后的信号进行分析，得出鱼群的大小、方位及距离等参数。其中鱼群的大小是探测的重要目标信息之一，可以通过回波信号的强度来体现，具体为鱼群越大回波信号越强，反之回波信号越弱。但是，超声波在传播的过程中会自然衰减，随着传播距离越远，衰减会越厉害。不难理解，鱼群的远近也会影响到回波信号的强弱。图3中曲线L1所示为探鱼仪接收超声回波的时间与接收到的回波转换成电信号的强度之间的关系，由于所述电信号的强度与超声回波的强度一一对应以及接收超声回波的时间与超声波传输的距离一一对应，因此该曲线也可用于表示超声波传播距离与信号强度之间的关系。具体的说，假定障碍物的尺寸等其他条件一定的情况下，超声波传播距离越远，回波信号就越弱。如果采用常规的线性放大器对这种回波信号进行处理将无法根据信号的强度来判断鱼群的大小及远近关系。 

现有的探鱼仪产品为解决上述问题提出了多种方案。比如说基于超声波传播距离与传播时间有关系并且信号衰减度可测量的理论，有的产品采用了功能较强的处理器芯片，通过对测得的信号结合信号发射及接收的时刻信息进行处理，计算出回波信号在传播距离影响下的衰减值，并根据计算结果对回波信号进行补偿以消除回波信号中的传播距离信息。这种方案的缺点是对处理器的要求较高，而且采用软件计算处理的方式容易受电磁及温度等因素影响。以下提供另一种解决方案：该方案是一种带超声回波放大电路的探鱼器，其放大电路仅针对特定强度的超声回波信号进行放大，通过多次发收超声波实现对特定区域的探测，对于近处待测物体的识别度较差，也就是说单次测量的范围小。进一步分析可以看出，采用这种设备要探测同样的区域并期望得到同样的结果将需要更多的步骤和更长的时间，对于探鱼仪这种自带电源的设备而言，电池的容量将是一个挑战。并且这类设备多为集成电路，故成本较高。 

实用新型内容

本实用新型对针对现有技术中类似超声波探鱼仪的回波信号的处理电路存在的设备成本高和/或应用范围小等问题，提出了一种自适应放大电路。 

本实用新型的技术方案是：一种自适应放大电路，包括放大单元，所述放大单元包括信号输入端，其特征在于还包括补偿单元，所述补偿单元包括输入端和输出端，所述补偿单元的输入端与电源连接，输出端用于向放大单元输入补偿信号，所述补偿信号在放大单元的输入端与输入信号相叠加，用于补偿输入信号的衰减部分。 

具体的，上述自适应放大电路的放大单元由晶体三极管实现，所述放大单元还包括偏置电路，所述偏置电路包括： 

集电极电阻，连接于晶体三极管集电极和电源之间； 

发射极电阻，连接于晶体三极管发射极与地之间； 

基极偏压电阻，包括第一电阻和第二电阻，第一电阻连接于补偿单元输出端和晶体三极管基极之间，第二电阻连接于晶体三极管基极和地之间。 

进一步的，上述补偿单元由RC串联积分电路实现，包括限流电阻和储能电容，其特征在于所述限流电阻一端与电源相连接，另一端与储能电容相连接，储能电容另一端接地，储能电容与限流电阻的公共端为补偿单元的输出端。 

更进一步的，上述补偿单元还包括启动单元，所述启动单元包括一启动单元限流电阻，所述启动单元限流电阻一端与启动电压连接，另一端与补偿单元的输出端相连接。 

上述补偿单元还包括启动信号，所述启动信号由启动电压提供，为一与电源电压同时开始的脉冲信号。