一種適用于收發(fā)合置換能器的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及收發(fā)合置的主動(dòng)聲納領(lǐng)域，具體涉及一種適用于收發(fā)合置換能器 的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 收發(fā)合置的主動(dòng)聲納工作時(shí)，發(fā)射電路與前置電路之間往往需要一個(gè)收發(fā)轉(zhuǎn)接電 路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)前置電路的保護(hù)。如圖1-2所示，目前廣泛使用的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路都需要串接一 個(gè)限流電阻對(duì)前置電路進(jìn)行過壓過流保護(hù)。電阻的引入不但會(huì)增加器件，還會(huì)對(duì)前置電路 引入噪聲。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種適用于收發(fā)合置換 能器的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路，可降低由收發(fā)轉(zhuǎn)接電路引起的前置電路噪聲，減少收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的 器件，提高收發(fā)電路的集成度，簡(jiǎn)化收發(fā)電路之間，以及與水下?lián)Q能器的接線。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種適用于收發(fā)合置換能器的 收發(fā)轉(zhuǎn)接電路，包括干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路和水下部分電路，所述的干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路由二極 管組件D1、二極管組件D2、二極管組件D3與L自耦變壓器的中間端點(diǎn)串接并與信號(hào)變壓器 配合連接而成，水下部分電路包括換能器，換能器與干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路中的L自耦變壓器、 二極管組件D3串接并與信號(hào)變壓器配合連接；二極管組件D1、二極管組件D2和二極管組 件D3由二個(gè)極向相反的二極管并聯(lián)而成。
[0005] 本實(shí)用新型所述的電路是將換能器匹配L自耦變壓器移至干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路，并 設(shè)計(jì)合理的保護(hù)電路，從而去掉了原來的限流保護(hù)電阻，使得收發(fā)轉(zhuǎn)接電路接線簡(jiǎn)單、體積 減小并可降低前置電路的噪聲，提高了收發(fā)電路的集成度。
[0006] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0007] (1)降低了前置電路的噪聲
[0008] (2)減少了收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的器件，減小了收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的體積
[0009] (3)簡(jiǎn)化了收發(fā)電路之間以及收發(fā)電路與水下?lián)Q能器之間的接線關(guān)系。
【附圖說明】
[0010] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的電路原理示意圖；
[0011] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的通用收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的接收模型電路原理示意圖；
[0012] 圖3為本實(shí)用新型的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的電路原理示意圖；
[0013] 圖4為本實(shí)用新型的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的接收模型電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的介紹：
[0015] 如圖3-4所示，這種適用于收發(fā)合置換能器的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路，包括干端收發(fā)轉(zhuǎn)接 電路和水下部分電路，所述的干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路由二極管組件D1、二極管組件D2、二極管 組件D3與L自耦變壓器的中間端點(diǎn)串接并與信號(hào)變壓器配合連接而成，水下部分電路包括 換能器，換能器與干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路中的L自耦變壓器、二極管組件D3串接并與信號(hào)變壓 器配合連接；二極管組件D1、二極管組件D2和二極管組件D3由二個(gè)極向相反的二極管并 聯(lián)而成。
[0016] 適用于收發(fā)合置換能器的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路設(shè)計(jì)過程有：將匹配換能器的自耦變壓器 移干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路。將限流電阻去掉，提出一個(gè)全新的收發(fā)轉(zhuǎn)接方案。并據(jù)此分析了該 收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的噪聲特性。抑制收發(fā)轉(zhuǎn)接電路中自耦變壓器、信號(hào)變壓器的寄生參數(shù)對(duì)其 與換能器的匹配的影響，達(dá)到自耦變壓器和換能器的阻抗匹配目的。分析并計(jì)算自耦變壓 器及保護(hù)二極管保護(hù)作用，去掉了原先的串聯(lián)限流電阻，實(shí)現(xiàn)了前置電路保護(hù)。分析收發(fā)轉(zhuǎn) 接電路的噪聲模型，給出了減小噪聲的機(jī)理。
[0017] 1.自耦變壓器參數(shù)計(jì)算
[0018]自耦變壓器的確定主要由以下幾個(gè)方面：
[0019] 1)信號(hào)頻率及形式
[0020] 2)換能器等效模型及參數(shù)
[0021] 3)換能器功耗
[0022] 4)功放端輸入的直流電壓
[0023] 根據(jù)以上參數(shù)即可確定自耦變壓器的電感量、匝比等參數(shù)。
[0024] 2.收發(fā)轉(zhuǎn)接電路寄生參數(shù)的估算及抑制措施
[0025] 該低噪聲收發(fā)轉(zhuǎn)接電路中，自耦變壓器移至干端，電路拓?fù)渑c傳統(tǒng)模式有所區(qū)別， 這就會(huì)對(duì)自耦變壓器與換能器匹配帶來一些問題，自耦變壓器自生的寄生參數(shù)、信號(hào)變壓 器的寄生參數(shù)，以及干端與濕端之間的水密電纜的寄生參數(shù)都會(huì)對(duì)匹配有著影響。由此，我 們采取了以下幾個(gè)措施來抑制這些寄生參數(shù)影。
[0026] 1)通過寄生參數(shù)的估算，優(yōu)化選擇自耦變壓器的電感量，將寄生參數(shù)影響遠(yuǎn)離我 們的工作頻帶
[0027] 2)自耦變壓器、信號(hào)變壓器各自進(jìn)行屏蔽接地處理
[0028] 3)水密電纜采用內(nèi)部雙絞屏蔽，外部整體屏蔽
[0029] 4)合理的接地 [0030]3.保護(hù)電路參數(shù)計(jì)算
[0031] 自耦變壓器參數(shù)確定之后，根據(jù)直流電壓及功放變壓器的變比，可計(jì)算出主動(dòng)發(fā) 射回路所需的保護(hù)二極管對(duì)額定電壓及額定電流參數(shù)。選擇合適的二極管對(duì)，保證在發(fā)射 工作時(shí)以及發(fā)射結(jié)束瞬間引起反沖不損壞收發(fā)轉(zhuǎn)接電路及前置電路。
[0032] 4.收發(fā)轉(zhuǎn)接電路對(duì)前置電路噪聲影響分析
[0033] 任何的高于絕度零度的電阻都存在熱噪聲，計(jì)算公式如下：
[0034] e =sjAkTRxBW
[0035] 其中，k為玻耳茲曼常數(shù)，k= 1.38X1(T23J/K;溫度T為絕對(duì)溫度；BW為帶寬。 17°C時(shí)，帶寬為100kHz的放大電路中，10kQ的電阻兩端所呈現(xiàn)的開路噪聲電壓有效值約 為4yV，可見對(duì)于檢測(cè)yV甚至是nV級(jí)微弱信號(hào)的放大電路來說，電阻熱噪聲的不利影響 是不容忽視的。
[0036] 而電感本身是不會(huì)帶來噪聲，但是通過電抗的噪聲電流卻會(huì)產(chǎn)生噪聲電壓和相關(guān) 的寄生噪聲。
[0037] 由微弱信號(hào)檢測(cè)的原理可知，第一級(jí)放大電路對(duì)前置電路噪聲的貢獻(xiàn)最大，第二 級(jí)對(duì)電路噪聲亦有一定的貢獻(xiàn)。欲提高前置電路的信噪比，就需最大限度地降低其第一級(jí) 放大電路引入的噪聲。因此，運(yùn)放的選擇是降低噪聲的關(guān)鍵。運(yùn)放的選擇要考慮源阻帶來 的影響。如果源阻很小，則由源阻引起的電壓噪聲以及由運(yùn)放噪聲電流引起的總噪聲影響 不大。如果源阻很大，則源阻產(chǎn)生的熱噪聲可能高于運(yùn)放的電壓噪聲和電流噪聲產(chǎn)生的噪 聲電壓。運(yùn)放需按照其品質(zhì)因數(shù)Rwp選?。?br>[0038]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于收發(fā)合置換能器的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路，包括干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路和水下部分 電路，其特征在于：所述的干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路由二極管組件D1、二極管組件D2、二極管組件 D3與L自耦變壓器的中間端點(diǎn)串接并與信號(hào)變壓器配合連接而成，水下部分電路包括換能 器，換能器與干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路中的L自耦變壓器、二極管組件D3串接并與信號(hào)變壓器配 合連接；二極管組件D1、二極管組件D2和二極管組件D3由二個(gè)極向相反的二極管并聯(lián)而 成。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種適用于收發(fā)合置換能器的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路，包括干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路和水下部分電路，干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路由二極管組件D1、二極管組件D2、二極管組件D3與L自耦變壓器的中間端點(diǎn)串接并與信號(hào)變壓器配合連接而成，水下部分電路包括換能器，換能器與干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路中的L自耦變壓器、二極管組件D3串接并與信號(hào)變壓器配合連接。該電路將與換能器匹配的自耦變壓器移至干端收發(fā)轉(zhuǎn)接電路，將傳統(tǒng)的保護(hù)前置電路的限流電阻去掉。該電路與通用的收發(fā)轉(zhuǎn)接電路相比，減小了收發(fā)轉(zhuǎn)接電路給前置電路帶來的噪聲，減少了收發(fā)轉(zhuǎn)接電路的器件，簡(jiǎn)化了收發(fā)電路與換能器之間的接線，提高了收發(fā)電路的集成度。
【IPC分類】H04R3-00
【公開號(hào)】CN204334929
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420835304
【發(fā)明人】程何小, 倪東波, 陳海軍, 汪明
【申請(qǐng)人】中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月24日