[发明专利]一种可控增益带通滤波放大电路及自动增益控制方法

说明书

本发明提出了一种可控增益带通滤波放大电路，包括：第一粗调衰减器，其输出一级调节信号；一级放大电路，其输出一级放大信号；第二粗调衰减器，其输出二级调节信号；二级放大电路，其输出二级放大信号；细调衰减器，其接收所述二级放大信号并进行增益调节，输出三级调节信号；三级放大电路，其接收三级调节信号并进行带通滤波放大处理，输出三级放大信号。本发明的可控增益带通滤波放大电路，具有96dB动态范围的自动增益控制功能，使水声通信机具备对不同通信距离和声环境的适应性。

技术领域

本发明属于水声设备控制技术领域，具体地说，涉及一种可控增益带通滤波放大电路及自动增益控制方法。

背景技术

水声通信是一项在水下收发信息的技术，是实现水下信息感知与交换的主要手段，在民用方面，它可以用于监测海洋环境，预警自然灾害，传输水下文字、语音、图像甚至视频；在军用方面，可以用于水下潜艇间及水面舰艇与潜艇间的通信、遥控水下武器等。水声通信机是一种用于水下数据交互的设备，它通常以海水为介质，传输各类传感器数据至岸站、水面浮标，或者是进行水下点对点信息传输。

在水声接收机接收水声信号时，由于发射机到接收机的距离不同、发射机功率有大有小、水声信号的多径效应和频率选择性衰落等原因，使接收机换能器上接收到的信号强度相差悬殊，而且往往有很大的起伏变化（约倍），有可能在接收微弱信号时达不到信号处理所需要的幅度，而在接收强信号时造成放大电路的阻塞（非线性失真）。为此在接收机设计中必须采用自动增益控制，自动增益控制的作用是根据输入信号幅值的大小，自动调整放大器的增益，用于保证接收信号幅度的稳定。

水声通信一般是在窄带上进行的，要获得信号的高信噪比，必须对通信频带之外的噪声进行滤除。滤波电路的滤波阶数越高，信号的信噪比也越高，但同时带来电路复杂、功耗高的问题，所以设计时往往会进行折衷考虑。

在水声环境下通信存在的一个重要问题是：水声通信机往往长期在水下工作，电池的充电或者更换十分麻烦。所以作为值机常开的部件，前置模拟信号调理电路必须具备低功耗的特点，否则所实现的水声通信机只能作为工程样机，而不能作为产品使用。

目前市面上，还没有同时满足低功耗、带自动增益控制、高阶带通滤波放大这三项功能，适用于水声通信的紧凑型前置模拟信号调理模块。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种可控增益带通滤波放大电路，具有集自动增益控制功能、高阶带通滤波放大功能、低功耗特性、小体积易集成的优点。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种可控增益带通滤波放大电路，包括：

第一粗调衰减器，其接收水声换能器发送的电信号并进行第一级增益调节，输出一级调节信号；

一级放大电路，其接收所述一级调节信号并进行放大处理后输出一级放大信号；

第二粗调衰减器，其接收所述一级放大信号并进行第二级增益调节，输出二级调节信号；

二级放大电路，其接收所述二级调节信号并进行放大处理，输出二级放大信号；

细调衰减器，其接收所述二级放大信号并进行增益调节，输出三级调节信号；

三级放大电路，其接收所述三级调节信号并进行带通滤波放大处理，输出三级放大信号。

进一步的，所述一级放大电路为基极分压式放大电路，包括：

第一NPN型三极管，其基极与基极电压调节电路连接，发射极连接有相并联的两路，其中一路通过第五电阻与地端连接，另外一路依次串联第四电容和第六电阻后与地端连接，所述第一NPN型三极管的集电极通过第三电阻与直流电源连接；

第三NPN型三极管，其基极与所述第一NPN型三极管的集电极连接，集电极与直流电源连接，发射极输出放大信号；