[发明专利]低噪声信号调理电路

说明书

技术领域

本发明属于水声信号检测技术领域，尤其涉及一种低噪声信号调理电路。

背景技术

随着现代科学技术的发展，声纳已成为当前水下探测目标的主要设备。前置信号调理电路是声纳接收机系统的重要组成部分，声纳接收机系统的前置信号调理电路性能的优劣直接影响到声纳对目标探测的性能。现实中，由于受到声纳探测目标回波信号源的距离不定及声波信号在水中传播过程中衰减等因素的影响，在声纳接收机系统的前置调理接收端接收到的信号强度往往还很微弱且有很大的变化和起伏，通常在uV～mV之间变化。而声纳接收机系统的信号处理机一般只能处理电压幅度在mV～V级范围内变化的接收信号，这就需要求前置信号调理电路能对微弱模拟信号预先进行放大、动态范围压缩、频带限定，最终输出满足后级处理要求的模拟信号，调理后送往A/D转换器，转换为数字信号进行后级处理。传统分立元件信号调理电路往往自噪声较大，电路信号检测能力一般在几百uV以上，电路动态范围较小从而影响了强声纳接收机的检测性能，限制了声纳性能的发挥。

传统技术存在的缺陷是前置调理放大电路短路噪声较大，最小信号检测能力弱，电路动态范围小、多路一致性较差，影响了后级电路的信号检测能力。

发明内容

为了解决相关技术中前置调理放大电路短路噪声较大，最小信号检测能力弱，电路动态范围小、多路一致性较差，导致影响后级电路的信号检测能力的技术问题，本发明提供了一种低噪声信号调理电路，其可实现对多路水声微弱模拟信号进行调理放大预处理，且支持通过选择外部功能检测电路输入模拟信号对电路性能进行检测，具有信号处理动态范围大，多路相位、幅度一致性好、短路噪声小等特点。

本发明的技术方案：一种低噪声信号调理电路，所述低噪声信号调理电路包括低噪声放大电路、时间增益控制(英文：time-varied gain control，简称：TVG)电路、第二级放大电路、带通滤波电路、手动增益控制(英文：manual gain control，简称：MGC)电路、第三级放大电路和射极跟随电路，其中：

所述低噪声放大电路用于对接收到的信号进行第一次放大；

所述TVG电路的输入端与所述低噪声放大电路的输出端相连，用于对所述低噪声放大电路放大的信号进行增益处理；

所述第二级放大电路的输入端与所述TVG电路的输出端相连，用于对所述TVG电路增益处理后的信号进行第二次放大；

所述带通滤波电路的输入端与所述第二级放大电路的输出端相连，用于对所述第二级放大电路放大后的信号进行滤波处理；

所述MGC电路的输入端与所述带通滤波电路的输出端相连，用于对所述带通滤波电路滤波处理后的信号进行增益处理；

所述第三级放大电路的输入端与所述MGC电路的输出端相连，用于对所述MGC电路增益后的信号进行放大；

所述射极跟随电路的输入端与所述第三级放大电路的输出端相连，用于降低所述第三级放大电路放大后的信号的输出阻抗，并将所述信号转成差分信号。

可选的，所述低噪声信号调理电路还包括双路选择开关，所述双路选择开关与所述低噪声放大电路的输入端连接，所述双路选择开关的第一开关闭合后，所述低噪声放大电路的输入端接收工作状态下声纳换能器接收的信号，所述双路选择开关的第二开关闭合后，所述低噪声方法电路的输入端接收校正状态下模拟输入电压。

可选的，所述低噪声信号调理电路还包括控制码电路，所述控制码电路分别与所述TVG电路和所述MGC电路相连，所述控制码电路为所述TVG电路提供七位控制码，步距为0.75dB，使所述TVG电路的增益调节控制范围为0～-88.5dB；

所述控制码电路为所述MGC电路提供六位控制码，步距为1.5dB，使所述MGC电路的增益调节最大控制范围为0～-88.5dB。

可选的，所述第二级放大电路和所述第三级放大电路具有同相比例放大器。

可选的，所述第二级放大电路对所述第二级放大电路接收到的信号放大40倍，所述第三级放大电路对所述第三级放大电路接收到的信号放大101倍。

可选的，所述带通滤波电路为八阶有源滤波器。

可选的，所述带通滤波电路为由四个级联的二阶单元构成的八阶巴特沃斯带通滤波器。