一种ADCP发射声源级可调电路及方法技术

本发明专利技术提供了一种ADCP发射声源级可调电路及方法。该方法包括：分别输出设定范围内的正电压和负电压，所述输出的正电压与输出的负电压的绝对值相等；根据输出的正电压和负电压驱动换能器，以实现不同强度信号的发射。本发明专利技术通过输出的设定范围内的正负电压值作为驱动单元的输入端电压，进而改变换能器的驱动电压，即实现换能器的声源级可调。不但解决了改变发射占空比带来的弊端的前提下，而且即能实现节能，又能在硬件上减少不必要的开支，减少系统设计的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种ADCP发射声源级可调电路及方法
本专利技术涉及水体流速测量领域，尤其涉及一种ADCP发射声源级可调电路及方法。
技术介绍
ADCP即声学多普勒流速剖面仪是基于声学多普勒原理研制的一种测量水体流速的设备。其中声源级是换能器工作的一个重要指标，其大小用来衡量换能器能发射出来的信号的能量大小。发射的信号越大，相应回波信号越大。而我们不是所有时刻多需要这么大的回波信号。比如在测对底时，回波信号本身就很大，往往在接收电路处理时还需衰减其信号，所以换能器不需这么大的声源级；再比如在测比较浅的水流时，因距离较近也不需这么大的声源级。此时要是声源级不可调，一方面造成了能量的不必要损耗，另一方面给接收电路放大处理电路带来不必要的麻烦（因对底测速和水流测速的回波强度相差40-50dB）。以前的技术，大多采用发射时改变发射信号的占空比来改变声源级，这样改的弊端，改变占空比可调的范围较小，还增加系统设计的复杂度，并且我们一般用D类功放做换能器的驱动电路，D类功放在实现改变占空比时，容易导致波形失真（A类功放效率太低，故不采用）。另一方面就是在接收电路使劲加大可调增益范围，这样给硬件带来不必要的开支，又给能量带来不必要的浪费。有鉴于此，亟待研发出一种能够解决上述问题的ADCP发射声源级可调电路及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在解决上述ADCP发射声源级调节方案的弊端，从而提供一种新型的ADCP发射声源级可调电路及方法。为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种ADCP发射声源级可调方法。该方法包括：分别输出设定范围内的正电压和负电压，所述输出的正电压与输出的负电压的绝对值相等；根据输出的正电压和负电压驱动换能器，以实现不同强度信号的发射。优选地，所述输出的正电压范围为2.5V～20V，所述输出的负电压范围为-2.5V～-20V。进一步优选地，所述输出2.5V～20V的正电压具体包括：产生大于或等于或小于输入电压的正输出电压；对正输出电压进行调整控制，以实现正输出电压从2.5V到20V的变换。进一步优选地，所述输出-2.5V～-20V的负电压具体包括：产生小于或高于输入电压且极性相反于输入电压的负输出电压；对负输出电压进行调整控制以实现负输出电压从-2.5V到-20V的变换。在第二方面，本专利技术还提供了一种ADCP发射声源级可调电路。该电路包括正发射电压调节单元、负发射电压调节单元、驱动单元和换能器，所述正发射电压调节单元、负发射电压调节单元分别与所述驱动单元相连接，分别用于输出设定范围内的正电压和负电压，以向所述驱动单元提供不同大小的电压源；所述正发射电压调节单元输出的正电压与所述负发射电压调节单元输出的负电压的绝对值相等；所述驱动单元与所述换能器相连，用于根据提供的电压源驱动所述换能器；所述换能器，用于通过驱动单元进行驱动，实现不同强度信号的发射。优选地，所述正发射电压调节单元输出的正电压范围为2.5V～20V，所述负发射电压调节单元输出的负电压范围为-2.5V～-20V。进一步优选地，所述正发射电压调节单元包括斩波单元、电阻反馈单元和控制单元，所述斩波单元为DC/DC控制器LT3757搭建的SEPIC斩波电路，其与所述电阻反馈单元相连，用以实现输出电压大于或等于或小于输入电压；所述电阻反馈单元与所述控制单元和所述斩波单元相连，用以通过控制单元改变阻值以实现输出电压2.5V到20V的可控。更进一步优选地，所述正发射电压调节单元还包括滤波单元，其与所述斩波单元相连，用以对斩波单元输出的电压进行滤波处理。进一步优选地，所述负发射电压调节单元包括升降压式变换单元、电阻反馈单元和控制单元，所述升降压式变换单元为DC/DC控制器LT3757搭建的BUCK-BOOST电路，其与所述电阻反馈单元相连，用以实现输出电压小于或高于输入电压，输出电压极性相反于输入电压；所述电阻反馈单元与所述控制单元和所述升降压式变换单元相连，用以通过控制单元改变阻值以实现输出电压-2.5V到-20V的可控。更进一步优选地，所述负发射电压调节单元还包括滤波单元，其与所述升降压式变换单元相连，用以对升降压式变换单元输出的电压进行滤波处理。本专利技术的有益效果是：通过正负发射电压调节单元输出的设定范围内的正负电压值作为驱动单元的输入端电压，进而改变换能器的驱动电压，即实现换能器的声源级可调。不但解决了改变发射占空比带来的弊端的前提下，而且即能实现节能，又能在硬件上减少不必要的开支，减少系统设计的复杂度。附图说明图1为本专利技术的一种ADCP发射声源级可调电路的原理框图；图2为本专利技术的一种ADCP发射声源级可调电路的正发射电压调节单元结构框图；图3为本专利技术的一种ADCP发射声源级可调电路的负发射电压调节单元结构框图；图4为图2的具体电气原理图；图5为图3的具体电气原理图；图6为本专利技术的一种ADCP发射声源级可调的方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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为本专利技术的一种ADCP发射声源级可调电路的原理框图。如图1所示，本专利技术的ADCP发射声源级可调电路包括正发射电压调节单元1、负发射电压调节单元2、驱动单元3和换能器4。正发射电压调节单元1和负发射电压调节单元2分别与驱动单元3相连接，分别用于输出设定范围内的正电压和负电压，以向驱动单元3提供不同大小的电压源。并且正发射电压调节单元1输出的正电压与负发射电压调节单元2输出的负电压的绝对值相等。其中，正发射电压调节单元1输出的正电压范围为2.5V～20V，负发射电压调节单元2输出的负电压范围为-2.5V～-20V。驱动单元3与换能器4相连，主要负责根据正发射电压调节单元1和负发射电压调节单元2提供的电压源驱动换能器4工作。其中，驱动单元3采用D类功率放大器。换能器4主要用来通过驱动单元3进行驱动，实现不同强度信号的发射。如图2所示，本专利技术的正发射电压调节单元1包括斩波单元11、电阻反馈单元12和控制单元13。斩波单元11为DC/DC控制器LT3757搭建的SEPIC斩波电路，其与电阻反馈单元12相连，负责实现输出电压大于或等于或小于输入电压。电阻反馈单元12与控制单元13和斩波单元11相连，负责通过控制单元13改变阻值以实现输出电压2.5V到20V的可控。应当理解，本实施例中的正发射电压调节单元1还包括滤波单元14及与其连接的负载15，滤波单元14与斩波单元11相连，用以对斩波单元11输出的电压进行滤波处理后送给负载15端。如图3所示，负发射电压调节单元2包括升降压式变换单元21、电阻反馈单元22和控制单元23。升降压式变换单元21为DC/DC控制器LT3757搭建的BUCK-BOOST电路，其与电阻反馈单元22相连，用以实现输出电压小于或高于输入电压，输出电压极性相反于输入电压。电阻反馈单元22与控制单元23和升降压式变换单元21相连，用以通过控制单元改变阻值以实现输出电压-2.5V到-20V的可控。同样，本实施例中的负发射电压调节单元2还包括滤波单元24及与其连接的负载25，滤波单元24与升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ADCP发射声源级可调方法，其特征在于，包括：分别输出设定范围内的正电压和负电压，所述输出的正电压与输出的负电压的绝对值相等；根据输出的正电压和负电压驱动换能器，以实现不同强度信号的发射。

【技术特征摘要】
1.一种ADCP发射声源级可调方法，其特征在于，包括：分别输出设定范围内的正电压和负电压，所述输出的正电压与输出的负电压的绝对值相等；根据输出的正电压和负电压驱动换能器，以实现不同强度信号的发射。2.根据权利要求1所述的一种ADCP发射声源级可调方法，其特征在于，所述输出的正电压范围为2.5V～20V，所述输出的负电压范围为-2.5V～-20V。3.根据权利要求2所述的一种ADCP发射声源级可调方法，其特征在于，所述输出2.5V～20V的正电压具体包括：产生大于或等于或小于输入电压的正输出电压；对正输出电压进行调整控制，以实现正输出电压从2.5V到20V的变换。4.根据权利要求2所述的一种ADCP发射声源级可调方法，其特征在于，所述输出-2.5V～-20V的负电压具体包括：产生小于或高于输入电压且极性相反于输入电压的负输出电压；对负输出电压进行调整控制以实现负输出电压从-2.5V到-20V的变换。5.一种ADCP发射声源级可调电路，其特征在于，包括:正发射电压调节单元、负发射电压调节单元、驱动单元和换能器，所述正发射电压调节单元、负发射电压调节单元分别与所述驱动单元相连接，分别用于输出设定范围内的正电压和负电压，以向所述驱动单元提供不同大小的电压源；所述正发射电压调节单元输出的正电压与所述负发射电压调节单元输出的负电压的绝对值相等；所述驱动单元与所述换能器相连，用于根据提供的电压源驱动所述换能器；所述换能器，用于通过驱动单元进行驱动，实现不同强度信号的发射。6.根据权利要求5所述的一种ADC...

【专利技术属性】
技术研发人员：童奇，彭东立，仇付鹏，
申请(专利权)人：南京海普水文科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32