[实用新型]一种水下声呐成像前端装置收发通道系统

权利要求书

1.一种水下声呐成像前端装置收发通道系统，其特征在于：该系统包括单片机、超声换能器、发射电路和接收电路；所述发射电路包括H桥功率放大电路、低通滤波电路和升压变压器；所述接收电路包括接收预处理电路、带通滤波电路、放大电路和电压偏置电路；所述低通滤波电路是无源低通滤波电路；所述H桥功率放大电路与单片机相连接，单片机产生PWM信号输入到H桥功率放大电路的输入端PWM1和PWM2，H桥功率放大电路的输出端连接无源低通滤波电路的输入端，无源低通滤波电路的输出端连接升压变压器的一次侧，升压变压器的二次侧与超声换能器连接，超声换能器的输出端与接收预处理电路的输入端Vin1相连，接收预处理电路的输出端Vout1连接带通滤波电路的输入端Vin2，带通滤波电路的输出端Vout2连接放大电路的输入端Vin3，放大电路的输出端Vout3连接电压偏置电路的输入端Vin4，电压偏置电路的输出端Vout4连接单片机的ADC接口。

2.根据权利要求1所述的一种水下声呐成像前端装置收发通道系统，其特征在于：所述H桥功率放大电路包含两个PMOS管Q1、Q3和两个NMOS管Q2、Q4；Q1的源极和Q3的源极接电源VCC，Q1的漏极接Q4的漏极，Q3的漏极接Q2的漏极，Q4的源极和Q2的源极接地，Q1的栅极和Q2的栅极接PWM1信号，Q3的栅极和Q4的栅极接PWM2信号，在Q1的漏极和Q3的漏极之间接入无源低通滤波电路；所述无源低通滤波电路由电感L1、L2、L3、L4和电容C5、C6组成；电感L1的一端接Q1的漏极，另一端接电感L2，L1与L2相连部分通过电容C5接地，电感L2的另一端接升压变压器的一次侧的一个端子，电感L4的一端接Q3的漏极，另一端接电感L3，L3和L4相连部分通过电容C6接地，电感L3的另一端接入到升压变压器的一次侧的另一个端子。

3.根据权利要求1所述的一种水下声呐成像前端装置收发通道系统，其特征在于：所述接收预处理电路是前置预放大电路，包括NMOS管D1和PMOS管D2，NMOS管D1选用2N6659，PMOS管D2选用2N6804，D1的源极接电源VCC，D1的漏极接D2的漏极，D2的源极接地，同时D1和D2的栅极相连作为信号的输入端Vin1，D1的漏极和D2的漏极相连作为信号的输出端Vout1。

4.根据权利要求1所述的一种水下声呐成像前端装置收发通道系统，其特征在于：所述带通滤波电路为二阶有源负反馈电路，包括电阻R1、R2、R3，电容C1、C2，运算放大器U1，两个10KΩ电阻R12、R13和一个1uF电容C7；输入信号Vin2通过电阻R1和电容C2接入到运算放大器U1的反相输入端；电容C1一端接到R1和C2之间，另一端通过电阻R3接入到运算放大器U1的反相输入端；运算放大器U1的输出端接入C1和R3之间，运算放大器U1的输出端作为信号的输出端Vout2；R2的一端接入到R1和C2之间，另一端接地；运算放大器U1的同相输入端通过电容C7接地；R12一端接电源V+，另一端接R13；R13的另一端接地；运算放大器U1的同相输入端接入到R12和R13之间；带通滤波电路的中心频率与升压变压器的二次侧输出正弦信号的频率相同。

5.根据权利要求1所述的一种水下声呐成像前端装置收发通道系统，其特征在于：所述放大电路包括电阻R4、R5、R6、R7，电容C3、C4和运算放大器U2、U3；输入信号Vin3通过R4接入到运算放大器U2的反相输入端；U2的同相输入端接地；在U2的反相输入端和输出端之间并联电阻R5和电容C3；U2的输出端通过R6接入到U3的反相输入端；U3的同相输入端接地；U3的反相输入端和输出端之间并联电阻R7和电容C4；U3的输出端作为信号的输出端Vout3；运算放大器U2和U3采用OPA1612音频运算放大器；通过调整电阻R4、R5、R6、R7值实现输出电压波动范围。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种水下声呐成像前端装置收发通道系统，其特征在于：所述电压偏置电路包括电阻R8、R9、R10、R11和运算放大器U4；输入信号Vin4通过R9接入到运算放大器U4的同相输入端；R8的一端接入到U4的同相输入端，另一端接入到1.5V电压上；1.5V电压的另一端接地；U4的反相输入端和输出端之间并联电阻R11；U4的反相输入端通过电阻R10接地，同时U4的输出端作为信号的输出端Vout4。