一種水下通信前置放大板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水下通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水下通信前置放大板。
【背景技術(shù)】
[0002]無線電信號在水下傳輸主要通過水聲通信裝置來實現(xiàn)，完成水聲通信的裝置叫通信聲納，每臺通信聲納都具備發(fā)射和接收功能。
[0003]兩臺通信聲納互相通信時，遠方的通信聲納將語音或文字經(jīng)過DSP信號處理后，生成特定的水聲信號，水聲信號會通過轉(zhuǎn)換裝置中的匹配網(wǎng)絡(luò)和收發(fā)切換裝置后經(jīng)發(fā)射機發(fā)射出去，然后經(jīng)過水聲信道傳輸后，水聲信號被本地的通信聲納換能器接收；換能器接收的信號，由于海洋水聲信道噪聲的存在，經(jīng)過遠距離傳輸后到達換能器的信號非常微弱，所以首先要將信號送至前置放大器，進行第一級信號放大，將小至微伏級的小信號放大到毫伏級以上；這一級的信號放大處理極其重要，如果在放大過程中引入其他噪聲干擾，導(dǎo)致后續(xù)的信號處理過程中噪聲過大，以至于影響后級的接收和信號恢復(fù)；因此對于前置放大器最基本的要求是，在保證放大倍數(shù)的基礎(chǔ)上，噪聲要盡量的低，盡量不要引入其他干擾。
[0004]此外，當(dāng)本地的功率放大器通過通信聲納換能器進行信號發(fā)射時，一方面，發(fā)射時的電壓比較高，由于空間的輻射和地線的干擾，會有一部分信號耦合到前置放大器中，如果不對前置放大器進行一定的保護，就有可能造成前置放大器的損壞，因此，前置放大器中還需要有相應(yīng)的保護電路；另一方面，當(dāng)本地的換能器由發(fā)射信號轉(zhuǎn)為接收信號時，由本地的換能器發(fā)射的信號由于多途反射等原因，會造成本地的換能器接收到的信號中混合有本地發(fā)射的信號，即混響。
[0005]但是，現(xiàn)有的前置放大器不能同時滿足水下通信中所需的低阻抗輸出、高倍數(shù)且低噪聲放大以及兼具保護功能的要求，并且無法解決接收時的混響問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型提供了一種水下通信前置放大板，能夠滿足水下通信中所需的低阻抗輸出、高倍數(shù)且低噪聲放大，并且具有電路保護功能，還可以有效改善信號接收時的混響問題。
[0007]該水下通信的前置放大板，包括兩套具有相同結(jié)構(gòu)和功能的子電路板，每套子電路板均包括:保護電路、延時緩開電路、復(fù)合放大電路和輸出級電路；
[0008]所述保護電路包括單向二極管V1、V2和V3、定值電阻R2和R3、滑動變阻器RPl以及繼電器Kl ;
[0009]其中，所述滑動變阻器RPl包含三個連接端子:A端、B端和P端；A端和B端為滑動變阻器定值電阻的兩端，P端為阻值調(diào)節(jié)端；
[0010]所述繼電器Kl包括線圈、兩組觸點KlA和K1B，觸點6、8、1為KlA組的觸點，觸點2、4、5為KlB的觸點；其中KlA的觸點6和觸點8為常閉觸點，觸點6和觸點I為常開觸點；KlB的觸點2和觸點4為常閉觸點，觸點2和觸點5為常開觸點；觸點4和觸點8為懸空端；KlA的觸點6與觸點I或觸點8構(gòu)成通路；K1B的觸點2與觸點5或觸點4構(gòu)成通路；
[0011]所述繼電器有兩種工作方式，工作方式一為KlA的觸點6與觸點8相連，且KlB的觸點2與觸點4相連；工作方式二為KlA的觸點6與觸點I相連，且KlB的觸點2與觸點5相連；
[0012]單向二極管Vl跨接在保護電路的輸入端的兩極，單向二極管Vl的陽極連接輸入端的正極，單向二極管Vl和V2反向并聯(lián)；單向二極管Vl的陰極與滑動變阻器RPl的B端相連；滑動變阻器RPl的A端與繼電器的觸點6相連；滑動變阻器RPl的P端與電阻R2的一端相連；電阻R2的另一端接入電源的負(fù)極；電阻R3的一端接入控制信號；電阻R3的另一端與繼電器Kl線圈的一端相連，繼電器Kl線圈的另一端接入電源的正極；單向二極管V3并聯(lián)在所述繼電器Kl線圈的兩端，且單向二極管的陰極與電源的正極相連；繼電器的觸點2連接在單向二極管Vl的陽極；繼電器的觸點5連接在單向二極管V2的陽極；單向二極管V2的陰極為所述保護電路的輸出端；
[0013]所述保護電路的輸出端與延時緩開電路的輸入端相連；
[0014]所述延時緩開電路的輸入端為結(jié)型場效應(yīng)管V4的漏極，電容C2和電阻R4串聯(lián)后連接在結(jié)型場效應(yīng)管V4的漏極和柵極之間；結(jié)型場效應(yīng)管V4的柵極進一步的與電阻R6的一端相連；電阻R6的另一端與電阻R5的一端、電阻R8的一端以及電容C4的負(fù)極相連；電阻R5的另一端與繼電器觸點I相連；電阻R8的另一端與電阻R7串聯(lián)后和結(jié)型場效應(yīng)管V4的源極相連；電阻R8的另一端進一步的與繼電器的觸點5、電容C4的正極以及電阻R9的一端相連；電容C4的正極接入地端；結(jié)型場效應(yīng)管V4的源極進一步的與電容C3的一端連接，電容C3另一端為延時緩開電路的輸出端，且與電阻R9的另一端相連；
[0015]所述延時緩開電路的輸出端與復(fù)合放大電路的輸入端相連；
[0016]定義形式為A//B的符號表示A和B并聯(lián)；
[0017]所述復(fù)合放大電路的輸入端為結(jié)型場效應(yīng)管V5的柵極；結(jié)型場效應(yīng)管V5的源極與電阻R12的一端和電容C5的正極相連；電阻R12的另一端與電容C5的負(fù)極相連后與電阻RlO//電阻R10’的一端相連；電阻RlO//電阻R10’的另一端與電容C4的正極相連，結(jié)型場效應(yīng)管V5的漏極與三極管V6的基極和電阻Rll的一端相連；電阻Rll的另一端與電阻R13的一端和電容C6的正極相連，電阻R13的另一端、電容C6的負(fù)極與三極管V6的發(fā)射極相連；三極管V6的集電極為所述復(fù)合放大電路的輸出端，且與電阻R14//電容C7的一端相連，電阻R14//電容C7的另一端與電容C5的負(fù)極相連；
[0018]所述復(fù)合放大電路的輸出端與電容C9串聯(lián)后與輸出級電路的輸入端相連；
[0019]所述輸出級電路的輸入端為三極管V7的基極；電阻R16并聯(lián)在三極管V7的基極和集電極之間；三極管V7的集電極通過電阻R18接入電源的正極；三極管V7的發(fā)射極通過電阻R17接入地端；三極管V7的發(fā)射極進一步的與電容Cll的一端相連；電容Cll的另一端為輸出級電路的輸出端。
[0020]優(yōu)選地，在復(fù)合放大電路中還設(shè)計有電源的型濾波網(wǎng)絡(luò):
[0021]電阻R15的一端與電容C8的正極相連，然后與復(fù)合放大電路中電容C6的正極相連；電阻R15的另一端一方面與電容ClO的正極相連，另一方面與輸出級電路中三極管V7的集電極相連；電容C8的負(fù)極與電容ClO的負(fù)極相連后接入地端。
[0022]有益效果:
[0023]1、本實用新型設(shè)計有保護電路、延時緩開電路和復(fù)合放大電路；其中，保護電路在發(fā)射信號和接收信號時均能夠?qū)崿F(xiàn)對電路的保護；在本地的功率放大器通過通信聲納換能器進行信號發(fā)射時，把輸入變壓器Tl的次級的兩端短路，使輸入變壓器Tl的次級端被短路，電容C4慢慢充電，使結(jié)型場效應(yīng)管V4處于截止期，因而在信號發(fā)射過程中的高電壓信號無法輸入到復(fù)合放大電路中，從而使復(fù)合放大電路受到保護；而且在本地進行信號接收時，反向并聯(lián)的二極管V1//V2，使輸入的信號幅度限制在幾百毫伏左右，避免后級電路因輸入信號幅值過大而損壞；
[0024]通過延時緩開電路，當(dāng)發(fā)射結(jié)束轉(zhuǎn)為接收時，利用電容放電時間和結(jié)型場效應(yīng)管的特性，控制暢銷管的柵極電壓，從而控制場效應(yīng)管的導(dǎo)電溝道的寬度，使接收端的信號通過延時緩慢導(dǎo)通進入到前置放大板中，可以有效改善信號接收時的混響問題；
[0025]復(fù)合放大電路是前置放大板的關(guān)鍵電路，本實用新型采用結(jié)型場效應(yīng)管和PNP型三極管，綜合考慮結(jié)型場效應(yīng)管噪聲低、輸入阻抗高但放大倍數(shù)低的特性和PNP型三極管放大倍數(shù)高的特性，構(gòu)成的復(fù)合放大電路，能夠有效實現(xiàn)信號的低噪聲放大。
[0026]2、在復(fù)合放大電路中還設(shè)計有型濾波網(wǎng)絡(luò)，即電源濾波電路，而且型濾波網(wǎng)絡(luò)通過電阻R18接入電源正極，均能夠進一步減少復(fù)合放大電路中的噪聲。
【附圖說明】
[0027]圖1為前置放大板的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2為圖1中保護電路的放大圖；
[0029]圖3為圖1中延時緩開電路的放大圖；
[0030]圖4為圖1中復(fù)合放大電路的放大圖；
[0031]圖5為圖1中輸出級電路的放大圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。
[0033]本實用新型提供了一種水下通信的前置放大板，如圖1所示，包括兩套具有相同結(jié)構(gòu)和功能的子電路板，每套子電路板均包括:保護電路、延時緩開電路、復(fù)合放大電路和輸出級電路。
[0034]如圖2所示，保護電路包括單向二極管V1、V2和V3、定值電阻R2和R3、滑動變阻器RPl以及繼電器Kl。
[0035]其中，滑動變阻器RPl包含三個連接端子:A端、B端和P端；A端和B端為滑動變阻器定值電阻的兩端，P端為阻值調(diào)節(jié)端。
[0036]繼電器Kl包括線圈、兩組觸點KlA和K1B，觸點6、8、1為KlA的觸點，觸點2、4、5為KlB組的觸點；其中KlA的觸點6和觸點8為常閉觸點，觸點6和觸點I為常開觸點；K1B組的觸點2和觸點4為常閉觸點，觸點2和觸點5為常開觸點；觸點4和觸點8為懸空端；KlA的觸點6與觸點I或觸點8構(gòu)成通路；K1B的觸點2與觸點5或觸點4構(gòu)成通路。
[0037]繼電器有兩種工作方式，工作方式一為KlA的觸點6與觸點8相連，且KlB的觸點2與觸點4相連；工作方式二為KlA的觸點6與觸點I相連，且KlB的觸點2與觸點5相連。
[0038]單向二極管Vl跨接在保護電路的輸入端的兩極，單向二極管Vl的陽極連接輸入端的正極，單向二極管Vl和V2反向并聯(lián)，本實施例中本放大板通過輸入變壓器Tl連接前級電路，因此本單向二極管Vl是跨接在輸入變壓器Tl次級的兩端。單向二極管Vl的陰極與滑動變阻器RPl的B端相連；滑動變阻器RPl的A端與繼電器的觸點6相連；滑動變阻器RPl的P端與電阻R2