一种电子通信电路系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电子通信电路系统。它包括依次连接并共同构成闭环环路的微控制器、水声信号产生模块、功率放大模块、信号匹配模块、水声换能器和信号预处理模块；信号匹配模块同时与微控制器相连。本实用新型专利技术在利用微控制器、水声信号产生模块、功率放大模块和信号匹配模块使水声换能器对外发送声波信号的同时，利用信号预处理模块实时采集水声换能器的运行参数信号以通过微处理器能够实时动态地调整信号匹配模块，从而保证水声换能器能够实现设定频段内各频点声波的稳定输出；利用整个系统的闭环环路结构以及其运行原理，使得整个系统能够良好地适应水声信道的复杂性，保证信号传输的保真度并实现对输出信号的自动调整及反馈。

【技术实现步骤摘要】
一种电子通信电路系统
本技术涉及电子通信
，尤其是一种电子通信电路系统。
技术介绍
近年来，随着世界各国对海洋权益的日益重视，开发和利用海洋的热潮已悄然兴起；而由于水声电子通信系统在水环境监测、海底探测、水下设备控制、灾害预测等方面具有广泛的应用，因此，也越来越受到人们的重视。然而，现有技术中，针对水声通信所设计的电子通信系统由于在系统结构方面设计的不甚合理，导致其普遍存在如下问题：1、无法适应或者消除水声信道的复杂特性(如多径效应、时变效应、可用频宽窄等等)的影响，进而容易出现严重的信号衰减、频率选择性衰落等问题；2、容易受到收发端相对距离变化、调理电路频率响应不均匀等因素的影响，进而出现通信系统所接收到的原始信号幅度强度变化范围大(如变化范围普遍在几十分贝上下)，并引起信号失真的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种电子通信电路系统。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种电子通信电路系统，它包括一通过输出直流电压信号来控制水声信号产生模块生成方波驱动信号的微控制器、受水声信号产生模块输出的方波驱动信号的驱动以将直流电源逆变为同频同相的功率电信号的功率放大模块、用于对功率放大模块输出的功率电信号作阻抗和调谐匹配处理的信号匹配模块、用于将信号匹配模块输出的功率电信号转为对外输出的声波信号的水声换能器以及用于将经水声换能器接收并转换后的声波信号反馈至微控制器以通过微控制器来调整信号匹配模块的运行参数的信号预处理模块；所述微控制器、水声信号产生模块、功率放大模块、信号匹配模块、水声换能器和信号预处理模块依次连接并共同构成闭环环路，且所述信号匹配模块同时与微控制器相连。优选地，所述水声信号产生模块包括一利用信号输入端接收微控制器输出的直流电压信号并产生基础方波驱动信号的锁相环控制单元、一连接于锁相环控制单元的信号输出端以将锁相环控制单元输出的基础方波驱动信号整形为正负尖脉冲信号的RC微分单元、一连接于RC微分单元的信号输出端以将RC微分单元输出的正负尖脉冲信号作翻转补偿处理后形成正脉冲信号的信号反相单元以及一受微控制器调制并连接于信号反相单元的信号输出端以将信号反相单元输出的正脉冲信号进行二分频处理并输出同频反相的两路方波驱动信号的驱动信号生成单元；所述信号反相单元包括两个并联于驱动信号生成单元与RC微分单元之间的非门。优选地，所述功率放大模块包括一由两对达林顿功率晶体管组成以用于对水声信号产生模块输出的方波驱动信号作放大处理并将直流电源逆变为同频同相的功率电信号的全桥放大器、一用于防止因信号直接耦合而产生的电路干扰且原边侧连接于全桥放大器的信号输出端的隔离变压器以及一连接于隔离变压器的副边侧并将功率电信号输出至信号匹配模块的半桥式D类放大器。优选地，所述隔离变压器的副边侧由第一绕组和第二绕组构成，所述半桥式D类放大器包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极通过第一电阻与隔离变压器的第一绕组的一端相连、源极连接隔离变压器的第一绕组的另一端并同时与第二场效应管的漏极和信号匹配模块的信号输入端相连、漏极与微控制器相连，所述第二场效应管的栅极通过第二电阻与隔离变压器的第二绕组的一端相连、源极连接隔离变压器的第二绕组的另一端并同时通过第一电容与微控制器相连、漏极通过顺序串接的第二电容和第三电阻同时与信号匹配模块的信号输入端和微控制器相连；且所述隔离变压器的第一绕组的两端串接有第四电阻、第二绕组的两端串接有第五电阻，所述第四电阻的两端并联有顺序串接的第三电容和第六电阻，所述第五电阻的两端并联有顺序串接的第四电容和第七电阻。优选地，所述信号匹配模块包括一原边绕组的两端与功率放大模块的信号输出端相对接且副边绕组具有多个抽头的匹配变压器、一具有一个信号输出抽头和多个信号输入抽头且信号输出抽头且信号输出抽头与水声换能器相连的前级匹配电感以及受控于微处理器以用于将匹配变压器的其中一个抽头与前级匹配电感的其中一个信号输入抽头相导通的前级继电器切换开关。优选地，所述信号匹配模块还包括若干个作顺序级联且具有一个信号输出抽头和多个信号输入抽头的后级匹配电感以及设置于相邻的两个后级匹配电感之间或设置于前级匹配电感与相邻的后级匹配电感之间并受控于微控制器的后级继电器切换开关；位于最前级的所述后级匹配电感的其中一个信号输入抽头通过对应的后级继电器切换开关与前级匹配电感的信号输出抽头相导通；位于最后级的所述后级匹配电感的信号输出抽头与水声换能器相连、其中一个信号输入抽头通过对应的后级继电器切换开关与位于其前级侧的后级匹配电感的信号输出抽头相连通。优选地，所述信号预处理模块包括用于对水声换能器的输出阻抗作阻抗变换处理的阻抗变换单元、用于对阻抗变换单元输出的信号作增益放大处理后输出至微控制器的增益控制单元以及受控于微控制器以用于对增益控制单元输出的信号进行滤波处理的带通滤波器。优选地，所述阻抗变换单元包括第一运算放大器和双向导通二极管，所述第一运算放大器的同相输入端通过顺序串接的第五电容和第八电阻连接水声换能器、反相输入端通过顺序串接的第九电阻和第六电容接地并通过第十电阻连接于第一运算放大器的信号输出端，所述双向导通二极管的一端连接于第五电容与第八电阻之间、另一端接地，且所述双向导通二极管还并联有第十一电阻，所述第一运算放大器的信号输出端连接增益控制单元的信号输入端。优选地，所述增益控制单元包括第二运算放大器、第三运算放大器以及由一对互补三极管构成的反馈调节器，所述第二运算放大器的运放输入端连接第一运算放大器的输出端、运放输出端通过带通滤波器连接第三运算放大器的运放输入端，且所述第二运算放大器的增益控制输入负电压端通过一分压电阻组连接于第三运算放大器的增益控制输入负电压端，所述第三运算放大器的运放输出端通过第七电容连接微控制器，且所述第二运算放大器的增益控制输入正电压端、第三运算放大器的增益控制输入正电压端和第三运算放大器的运放输出端同时连接反馈调节器。由于采用了上述方案，本技术在利用微控制器、水声信号产生模块、功率放大模块和信号匹配模块使水声换能器对外发送声波信号的同时，利用信号预处理模块实时采集水声换能器的运行参数信号以通过微处理器能够实时动态地调整信号匹配模块，从而保证水声换能器能够实现设定频段内各频点声波的稳定输出；利用整个系统的闭环环路结构以及其运行原理，使得整个系统能够良好地适应水声信道的复杂性，保证信号传输的保真度并实现对输出信号的自动调整及反馈。附图说明图1是本技术实施例的系统控制原理框图；图2是本技术实施例的水声信号产生模块的电路结构参考图；图3是本技术实施例的功率放大模块的电路结构参考图；图4是本技术实施例的信号匹配模块的电路结构参考图；图5是本技术实施例的信号预处理模块的电路结构参考图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1至图5所示，本实施例提供的一种电子通信电路系统，它包括：微控制器a，主要作为核心调控器件来使用，如产生直流电压信号并接收反馈信号后能够对系统中的其他组成部分进行调控控制，其可根据实际情况采用诸如MSP430系列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子通信电路系统，其特征在于：它包括一通过输出直流电压信号来控制水声信号产生模块生成方波驱动信号的微控制器、受水声信号产生模块输出的方波驱动信号的驱动以将直流电源逆变为同频同相的功率电信号的功率放大模块、用于对功率放大模块输出的功率电信号作阻抗和调谐匹配处理的信号匹配模块、用于将信号匹配模块输出的功率电信号转为对外输出的声波信号的水声换能器以及用于将经水声换能器接收并转换后的声波信号反馈至微控制器以通过微控制器来调整信号匹配模块的运行参数的信号预处理模块；所述微控制器、水声信号产生模块、功率放大模块、信号匹配模块、水声换能器和信号预处理模块依次连接并共同构成闭环环路，且所述信号匹配模块同时与微控制器相连。

【技术特征摘要】
1.一种电子通信电路系统，其特征在于：它包括一通过输出直流电压信号来控制水声信号产生模块生成方波驱动信号的微控制器、受水声信号产生模块输出的方波驱动信号的驱动以将直流电源逆变为同频同相的功率电信号的功率放大模块、用于对功率放大模块输出的功率电信号作阻抗和调谐匹配处理的信号匹配模块、用于将信号匹配模块输出的功率电信号转为对外输出的声波信号的水声换能器以及用于将经水声换能器接收并转换后的声波信号反馈至微控制器以通过微控制器来调整信号匹配模块的运行参数的信号预处理模块；所述微控制器、水声信号产生模块、功率放大模块、信号匹配模块、水声换能器和信号预处理模块依次连接并共同构成闭环环路，且所述信号匹配模块同时与微控制器相连。2.如权利要求1所述的一种电子通信电路系统，其特征在于：所述水声信号产生模块包括一利用信号输入端接收微控制器输出的直流电压信号并产生基础方波驱动信号的锁相环控制单元、一连接于锁相环控制单元的信号输出端以将锁相环控制单元输出的基础方波驱动信号整形为正负尖脉冲信号的RC微分单元、一连接于RC微分单元的信号输出端以将RC微分单元输出的正负尖脉冲信号作翻转补偿处理后形成正脉冲信号的信号反相单元以及一受微控制器调制并连接于信号反相单元的信号输出端以将信号反相单元输出的正脉冲信号进行二分频处理并输出同频反相的两路方波驱动信号的驱动信号生成单元；所述信号反相单元包括两个并联于驱动信号生成单元与RC微分单元之间的非门。3.如权利要求1所述的一种电子通信电路系统，其特征在于：所述功率放大模块包括一由两对达林顿功率晶体管组成以用于对水声信号产生模块输出的方波驱动信号作放大处理并将直流电源逆变为同频同相的功率电信号的全桥放大器、一用于防止因信号直接耦合而产生的电路干扰且原边侧连接于全桥放大器的信号输出端的隔离变压器以及一连接于隔离变压器的副边侧并将功率电信号输出至信号匹配模块的半桥式D类放大器。4.如权利要求3所述的一种电子通信电路系统，其特征在于：所述隔离变压器的副边侧由第一绕组和第二绕组构成，所述半桥式D类放大器包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极通过第一电阻与隔离变压器的第一绕组的一端相连、源极连接隔离变压器的第一绕组的另一端并同时与第二场效应管的漏极和信号匹配模块的信号输入端相连、漏极与微控制器相连，所述第二场效应管的栅极通过第二电阻与隔离变压器的第二绕组的一端相连、源极连接隔离变压器的第二绕组的另一端并同时通过第一电容与微控制器相连、漏极通过顺序串接的第二电容和第三电阻同时与信号匹配模块的信号输入端和微控制器相连；且所述隔离变压器的第一绕组的两端串接有第四电阻、第二绕组的两端串接有第五电阻，所述第四电阻的两端并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉清，
申请(专利权)人：赵玉清，
类型：新型
国别省市：辽宁,21