[发明专利]一种多通道声纳浮标信号预处理系统及方法

权利要求书

1.一种多通道声纳浮标信号预处理系统，其特征在于，包括多个通道，每个通道包括水听器、屏蔽电缆、前置放大电路、相位调节电路、高通滤波电路、信号放大电路、幅度调节电路和低通滤波电路；

所述水听器输出的声纳信号通过屏蔽电缆输入前置放大电路，所述前置放大电路的输出依次经过相位调节电路、高通滤波电路、信号放大电路、幅度调节电路和低通滤波电路，输出经过预处理的声纳信号；

所述前置放大电路包括低噪声差分仪表放大器、第一电阻、第三电阻、第五电阻、第六电阻、第十电阻和第一电容；所述水听器输出的差分信号分别连接低噪声差分仪表放大器的第二引脚和第三引脚；所述第五电阻一端连接低噪声差分仪表放大器的第二引脚，另一端连接低噪声差分仪表放大器的第五引脚；所述第六电阻一端连接低噪声差分仪表放大器的第三引脚，另一端连接低噪声差分仪表放大器的第五引脚；所述低噪声差分仪表放大器的第一引脚通过第三电阻与低噪声差分仪表放大器的第八引脚连接；所述第一电阻一端连接低噪声差分仪表放大器的第七引脚，另一端连接低噪声差分仪表放大器的第五引脚；所述第十电阻一端连接低噪声差分仪表放大器的第五引脚，另一端接地；所述第一电容一端连接低噪声差分仪表放大器的第五引脚，另一端接地，第一电容与第十电阻并联；所述低噪声差分仪表放大器的第四引脚接地；所述低噪声差分仪表放大器的第六引脚为输出信号引脚；

所述相位调节电路包括第一运算放大器、第二电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容；所述前置放大电路的输出作为相位调节电路的输入依次经过第二电容和第三电容连接到第一运算放大器的同相输入端；所述第五电容与第二电容并联，第五电容的两端分别与第二电容的两端连接；所述第二电阻一端连接第一运算放大器的同相输入端，另一端接地；所述第四电阻一端连接第二电容和第三电容的中间点，另一端连接第一运算放大器的输出端；所述第一运算放大器的反相输入端与输入端直接连接；所述第一运算放大器的输出端通过第四电容输出信号；

所述幅度调节电路包括第二运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十一电阻、第六电容和第七电容；所述信号放大电路的输出作为幅度调节电路的输入经过第七电阻连接到第二运算放大器的反相输入端；所述第十一电阻一端与第二运算放大器的同相输入端连接，另一端接地；所述第八电阻一端连接第二运算放大器的反相输入端，另一端与第九电阻的一端连接，第九电阻的另一端连接到第二运算放大器的输出端；所述第六电容的一端连接第二运算放大器的反相输入端，另一端连接到第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的输出端通过第七电容输出信号；

在初始连接电路时，不接入第二电容，将第二电容的位置断开，不接入第九电阻，将第九电阻的位置短路；在测量完幅度差和相位差后，将第九电阻接入幅度调节电路，配置各通道的第九电阻的阻值，用来补偿幅度差异，将第二电容接入相位调节电路，配置各通道的第二电容的电容值，用来补偿相位差异；保持各通道的第二电容的电容值不变，再重新配置各通道的第九电阻的阻值，从而保持各个通道输出幅度的一致性；

所述低噪声差分仪表放大器型号为INA118。

2.根据权利要求1所述的一种多通道声纳浮标信号预处理系统，其特征在于，所述多通道声纳浮标信号预处理系统中的每个水听器外部安装屏蔽网；每个前置放大电路外部安装屏蔽壳，前置放大电路的地线与屏蔽壳连接；所述所有水听器的屏蔽网、所有前置放大电路的屏蔽壳和所有屏蔽电缆的屏蔽层在一点连接，当水听器在水下工作时，一点连接的连接点置于海水中。

3.根据权利要求1所述的一种多通道声纳浮标信号预处理系统，其特征在于，所述低噪声差分仪表放大器的供电电源芯片为低噪声线性电源芯片。

4.根据权利要求2所述的一种多通道声纳浮标信号预处理系统，其特征在于，所述前置放大电路外部安装的屏蔽壳为金属屏蔽壳。

5.根据权利要求1所述的一种多通道声纳浮标信号预处理系统，其特征在于，所述第五电容的电容值为2200pF。

6.根据权利要求3所述的一种多通道声纳浮标信号预处理系统，其特征在于，低噪声线性电源芯片为TPS4701。