一种低噪声高精度多波束测深仪接收机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低噪声高精度多波束测深仪接收机。包括接收换能器、电源单元、信号处理单元和ADC转换单元，接收换能器与信号处理单元相连，用以接收回波信号并发送至信号处理单元；信号处理单元和ADC转换单元均包括多路，每路信号处理单元对应一路ADC转换单元，每路信号处理单元包括多级放大电路，每级放大电路各连接有滤波电路；电源单元包括正、负电压供给单元，正、负电压供给单元分别输出的正、负电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路。本实用新型专利技术采用器件选择、电源处理、通道隔离、模拟数字地隔离等方式有效降低了信号的噪声，提高信号信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种低噪声高精度多波束测深仪接收机
本技术涉及海洋探测领域，尤其涉及一种低噪声高精度多波束测深仪接收机。
技术介绍
多波束测深系统可以实现超宽覆盖范围的高精度海底深度测量，是一种具有高测量效率、高测量精度、高分辨率的海底地形测量设备，特别适合大面积的扫海测量作业，在海洋测绘等领域具有广泛的应用。系统工作时，通过发射换能器发射声波，照射测量船下方的一条狭窄水域，声波在水中传播，碰到该水域底部泥沙等界面时发生反射，到达接收换能器的声波包含了水下地形的起伏等信息。通过对回波信号进行固定方向的波束形成、能量积累、幅度相位检测等一系列处理，可以得到与船体航向垂直方向的条带式高密度水深数据，测量沿航线条带内海底地形特征。发射换能器发射声波经过水体吸收、散射、反射等影响后，到达接收换能器的信号强度非常弱，只有几毫伏甚至微伏级，这些微弱信号经过多波束接收机电路的放大滤波后通过AD采样，然后进行数字信号的处理。微弱信号在放大滤波的过程中往往会引入很多噪声，这些噪声对地形测量的精度影响非常大。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，从而提供了一种低噪声高精度多波束测深仪接收机。为实现上述目的，本技术提供了一种低噪声高精度多波束测深仪接收机。该接收机包括接收换能器、电源单元、信号处理单元和ADC转换单元，所述接收换能器与所述信号处理单元相连，用以接收回波信号并发送至所述信号处理单元；所述信号处理单元和所述ADC转换单元均包括多路，每路信号处理单元对应一路ADC转换单元，每路信号处理单元包括多级放大电路，每级放大电路各连接有滤波电路；所述电源单元包括正电压供给单元和负电压供给单元，正电压供给单元输出的正电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路，负电压供给单元输出的负电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路。优选地，所述信号处理单元的第一级放大电路采用LT6234IS8器件。优选地，所述正电压供给单元包括第一DC-DC降压控制器及与其连接的第一LDO稳压器、第二LDO稳压器和第三LDO稳压器；通过第一DC-DC降压控制器将外接的电压降压，由第一LDO稳压器输出信号处理单元所需正电压；由第二LDO稳压器输出ADC转换单元所需模拟正电压；由第三LDO稳压器输出ADC转换单元所需数字正电压；所述负电压供给单元包括第二DC-DC降压控制器及与其连接的第四LDO稳压器，通过第二DC-DC降压控制器将外接的电压降压，由第四LDO稳压器输出信号处理单元所需负电压。进一步优选地，所述第一DC-DC降压控制器与第一LDO稳压器、第二LDO稳压器和第三LDO稳压器之间分别连接有电感，所述第二DC-DC降压控制器与第四LDO稳压器之间连接有电感，所述电感用以将DC-DC降压控制器过来的正电压或负电压进行分离，实现电源的清洁。进一步优选地，所述第一LDO稳压器与第四LDO稳压器的模拟地与每路信号处理单元的隔离地相汇集。优选地，所述ADC转换单元分割为数字地和模拟地两部分，两地之间通过零欧姆电阻连接。优选地，所述每路信号处理单元封装成一个元器件，通过插针插接在母板上。本技术的低噪声高精度多波束测深仪接收机，采用器件选择、电源处理、通道隔离、模拟数字地隔离等方法有效降低了信号的噪声，提高信号信噪比。同时将每路信号处理单元封装成一个元器件，加强了通道的一致性，保证通道间的幅度一致性和相位一致性，提高了系统性能。附图说明图1为本技术的一种低噪声高精度多波束测深仪接收机的结构框图；图2为本技术的电源单元的结构框图；图3为本技术的信号处理单元各路间的隔离示意图；图4为本技术的ADC转换单元数字模拟地的分割示意图；图5为本技术的信号处理单元与母板的连接示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定缺省。图1为本技术的一种低噪声高精度多波束测深仪接收机的结构框图。如图1所示，本技术的一种低噪声高精度多波束测深仪接收机。该接收机包括接收换能器1、信号处理单元2、ADC转换单元3和电源单元4。接收换能器1与信号处理单元2相连，用以接收回波信号并发送至信号处理单元2。信号处理单元2和ADC转换单元4均包括多路（N路），每路信号处理单元2对应一路ADC转换单元（如信号处理单元21对应与ADC转换单元31相连，信号处理单元2N对应与ADC转换单元3N相连），每路信号处理单元2包括多级放大电路（第一级至第N级），每级放大电路各连接有滤波电路。电源单元4包括正电压供给单元41和负电压供给单元42，正电压供给单元41输出的正电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路，负电压供给单元42输出的负电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路。其中，信号处理单元的第一级放大电路采用LT6234IS8器件。这是由于一个运算放大电路的噪声主要由3部分组成，分别为电阻的约翰逊噪声、运算放大器的电压噪声和运放放大器各输入端的电流噪声。因为第一级放大电路的噪声会在后级电路中叠加，对系统噪声影响最大。所以，本专利技术的第一级运算放大电路可采用凌特公司低噪声器件LT6234IS8，当然也可选用其它低噪声器件，而其它各级放大电路也可采用低噪声器件LT6234IS8或其它普通类型器件。图2为本技术的电源单元的结构框图。如图2所示，本专利技术的电源单元采用的外接+48V供电，采用的是各部分分离供电方案。为了提高电源的效率，本专利技术先用DC-DC把电压降下来，再由LDO把降下来的电压变为各器件需要的供电电压。因为采集的信号是正负信号，故需要正负电压供给单元。具体如下：正电压供给单元41包括第一DC-DC降压控制器411及与其连接的第一LDO稳压器412、第二LDO稳压器413和第三LDO稳压器414。通过第一DC-DC降压控制器411将外接的+48V电压降压至+5V，由第一LDO稳压器412输出信号处理单元2所需正电压+4.5V；由第二LDO稳压器413输出ADC转换单元所需模拟正电压+3.3V；由第三LDO稳压器414输出ADC转换单元所需数字正电压+3.3V。负电压供给单元42包括第二DC-DC降压控制器421及与其连接的第四LDO稳压器422，通过第二DC-DC降压控制器421将外接的电压降压+48V电压降压至+5V，由第四LDO稳压器422输出信号处理单元2所需负电压-4.5V。需要说明的是，第一DC-DC降压控制器411与第一LDO稳压器412、第二LDO稳压器413和第三LDO稳压器414之间还可分别连接有电感，使用电感和外面第一DC-DC过来的电压分离开来，这样有助于电源的清洁，不至于干扰后面的模拟处理电路。同样，第二DC-DC降压控制器与第四LDO稳压器之间也可连接有电感，使用电感和外面第二DC-DC过来的电压分离开来，这样有助于电源的清洁，不至于干扰后面的模拟处理电路。图3为本技术的信号处理单元各路间的隔离示意图。多波束接收机系统的接收电路由多通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低噪声高精度多波束测深仪接收机，其特征在于，包括接收换能器、电源单元、信号处理单元和ADC转换单元，所述接收换能器与所述信号处理单元相连，用以接收回波信号并发送至所述信号处理单元；所述信号处理单元和所述ADC转换单元均包括多路，每路信号处理单元对应一路ADC转换单元，每路信号处理单元包括多级放大电路，每级放大电路各连接有滤波电路；所述电源单元包括正电压供给单元和负电压供给单元，正电压供给单元输出的正电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路，负电压供给单元输出的负电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路。

【技术特征摘要】
1.一种低噪声高精度多波束测深仪接收机，其特征在于，包括接收换能器、电源单元、信号处理单元和ADC转换单元，所述接收换能器与所述信号处理单元相连，用以接收回波信号并发送至所述信号处理单元；所述信号处理单元和所述ADC转换单元均包括多路，每路信号处理单元对应一路ADC转换单元，每路信号处理单元包括多级放大电路，每级放大电路各连接有滤波电路；所述电源单元包括正电压供给单元和负电压供给单元，正电压供给单元输出的正电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路，负电压供给单元输出的负电压经每级放大电路对应的滤波电路滤波后再供给该级放大电路。2.根据权利要求1所述的一种低噪声高精度多波束测深仪接收机，其特征在于，所述信号处理单元的第一级放大电路采用LT6234IS8器件。3.根据权利要求1所述的一种低噪声高精度多波束测深仪接收机，其特征在于，所述正电压供给单元包括第一DC-DC降压控制器及与其连接的第一LDO稳压器、第二LDO稳压器和第三LDO稳压器；通过第一DC-DC降压控制器将外接的电压降压，由第一LDO稳压器输出信号处理单元所需正电压；由第二LDO稳压器输出ADC转...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑明波，陈君，付作峰，
申请(专利权)人：江苏中海达海洋信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32