一种基于声纳换能器的低噪声接收电路的制作方法

本发明涉及水声信号电子检测，尤其是指一种基于声纳换能器的低噪声接收电路。

背景技术：

1、现有声纳是当今海军作战最重要的手段之一。在潜艇战、反潜战、水雷战和反水雷战中都少不了声纳设备。潜艇在水下的作战活动范围和攻击防御能力，在很大成都上取决于它所装备的声纳，因此声纳被称为水下武器装备的耳目。一旦失去耳目，水下武器装备几乎完全失去战斗力，同时面临着极大的生存风险。水面舰艇的防潜、反潜和反水雷能力也主要取决于所装备的声纳。可以说，没有声纳就没有制海权。声纳技术不仅在水下军事通信、导航和反潜作战中享有非常重要的地位，而且已经成为人类认识、开发和利用海洋的重要手段。

2、通常声纳的电路系统包括发射电路、接收电路和信号处理电路。其中，接收电路是对接收到的微弱回波信号进行预处理，只有把第一做好，才能真实地反映目标的信号强弱。传统的声纳接收电路存在信噪比低、放大能力不足、动态增益范围小等各种缺点，不能满足当前对信号预处理的要求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的一种基于声纳换能器的低噪声接收电路，所述接收电路包括前放电路，所述的前放电路输入端接收有换能器采集到的微弱回波信号，同时另一输出端与一级增益放大相连，其中的一级增益放大的输出信号即是动态增益放大电路的输入信号，动态增益放大电路采用单端输入和单端输出模式，同时动态增益放大电路的输出信号即是二级增益放大电路的输入信号，二级增益放大电路也采用单端输入和单端输出模式；

2、二级增益放大电路输出端的输出信号传入带通滤波电路中，且滤波电路通过改变器件的数值大小，调整其中心频率和带宽；同时信号经滤波电路输出到三级增益放大电路内，其中三级增益放大电路内设有的运放，其正极性连接有输入信号，接着三级增益放大中的输出信号需进行电压调节电路才能最终输出。

3、在本发明的一个实施例中，前放电路采用差分输入和差分输出模式；其中前放电路选用两只超低噪声运放lt6203，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流3ma/amp(max)、增益带宽积100mhz、低偏置电压500uv(max)。

4、在本发明的一个实施例中，前放电路的输出信号为差分信号，则一级增益放大电路采用差分输入和单端输出模式；一级增益放大电路选用超低噪声运放lt6233，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流1.2ma/amp(max)、增益带宽积100mhz、低偏置电压350uv(max)。

5、在本发明的一个实施例中，其中动态增益放大电路选用超低噪声运放vca810，具有低噪声电压2.4nv/√hz、高增益调节范围-40db～+40db、低输出直流错误小于±40ma、增益带宽积35mhz、增益控制精度±0.3db。

6、在本发明的一个实施例中，二级增益放大电路选用超低噪声运放lt6235，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流1.2ma/amp(max)、增益带宽积600mhz、低偏置电压350uv(max)。

7、在本发明的一个实施例中，所述滤波电路由两个2阶电路串联组成，为防止输入限幅，在输入端增加对地钳位二极管。

8、在本发明的一个实施例中，三级增益放大电路选用超低噪声运放lt6235，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流1.2ma/amp(max)、增益带宽积600mhz、低偏置电压350uv(max)。

9、在本发明的一个实施例中，其中电压调节电路选用超低噪声运放lt1801，具有低噪声电压8.5nv/√hz、低供电电流2ma/amp(max)、增益带宽积80mhz、低偏置电压350uv(max)；通过电压调节电路，可使输出信号满足任何ad芯片的输入要求。

10、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的低噪声接收电路，可用于图像声纳对微弱回波信号，完成放大、滤波、增益调节等系列的模拟小信号与处理工作；同时接收电路采用低噪声运放和动态增益范围大的芯片，可以为声纳系统的接收电路提供可靠的保障。

技术特征：

1.一种基于声纳换能器的低噪声接收电路，其特征在于，所述接收电路包括前放电路，所述的前放电路输入端接收有换能器采集到的微弱回波信号，同时另一输出端与一级增益放大相连，其中的一级增益放大的输出信号即是动态增益放大电路的输入信号，动态增益放大电路采用单端输入和单端输出模式，同时动态增益放大电路的输出信号即是二级增益放大电路的输入信号，二级增益放大电路也采用单端输入和单端输出模式；

2.根据权利要求1所述的低噪声接收电路，其特征在于：前放电路采用差分输入和差分输出模式；其中前放电路选用两只超低噪声运放lt6203，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流3ma/amp、增益带宽积100mhz、低偏置电压500uv。

3.根据权利要求1所述的低噪声接收电路，其特征在于：前放电路的输出信号为差分信号，则一级增益放大电路采用差分输入和单端输出模式；一级增益放大电路选用超低噪声运放lt6233，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流1.2ma/amp、增益带宽积100mhz、低偏置电压350uv。

4.根据权利要求1所述的低噪声接收电路，其特征在于：其中动态增益放大电路选用超低噪声运放vca810，具有低噪声电压2.4nv/√hz、高增益调节范围-40db～+40db、低输出直流错误小于±40ma、增益带宽积35mhz、增益控制精度±0.3db。

5.根据权利要求1所述的低噪声接收电路，其特征在于：二级增益放大电路选用超低噪声运放lt6235，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流1.2ma/amp、增益带宽积600mhz、低偏置电压350uv。

6.根据权利要求1所述的低噪声接收电路，其特征在于：所述滤波电路由两个2阶电路串联组成，为防止输入限幅，在输入端增加对地钳位二极管。

7.根据权利要求1所述的低噪声接收电路，其特征在于：三级增益放大电路选用超低噪声运放lt6235，具有低噪声电压1.9nv/√hz、低供电电流1.2ma/amp、增益带宽积600mhz、低偏置电压350uv。

8.根据权利要求1所述的低噪声接收电路，其特征在于：其中电压调节电路选用超低噪声运放lt1801，具有低噪声电压8.5nv/√hz、低供电电流2ma/amp、增益带宽积80mhz、低偏置电压350uv；通过电压调节电路，可使输出信号满足任何ad芯片的输入要求。

技术总结
本发明涉及一种基于声纳换能器的低噪声接收电路，所述接收电路包括前放电路，所述的前放电路输入端接收有换能器采集到的微弱回波信号，同时另一输出端与一级增益放大相连，其中的一级增益放大的输出信号即是动态增益放大电路的输入信号，同时动态增益放大电路的输出信号即是二级增益放大电路的输入信号；二级增益放大电路输出端的输出信号传入带通滤波电路中，且滤波电路通过改变器件的数值大小，调整其中心频率和带宽；同时信号经滤波电路输出到三级增益放大电路内，接着三级增益放大中的输出信号需进行电压调节电路才能最终输出。接收电路采用低噪声运放和动态增益范围大的芯片，为声纳系统的接收电路提供可靠的保障。

技术研发人员：牛耀,林世豪
受保护的技术使用者：海鹰企业集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27