一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，电源电路、主控电路、通信接口电路、发射驱动电路、收发转换电路、声换能器和接收电路；所述电源电路的一端和所述主控电路相连，所述主控电路分别与所述通信接口电路、所述接收电路相连；所述电源电路的另一端和所述发射驱动电路相连，所述发射驱动电路和所述收发转换电路相连，所述收发转换电路和所述声换能器相连；所述换能器和所述接收电路相连；所述接收电路还和所述收发转换电路相连。本发明专利技术提供的适用于声波多普勒测量流速的处理电路，电路集成度高、功耗低。

A processing circuit suitable for velocity measurement by acoustic Doppler

The invention discloses a processing circuit suitable for measuring the flow rate of acoustic Doppler, including a power supply circuit, a main control circuit, a communication interface circuit, a transmission driving circuit, a transmission conversion circuit, an acoustic transducer and a reception circuit; one end of the power supply circuit is connected with the main control circuit, and the main control circuit is respectively connected with the communication interface circuit and the reception circuit; and the electricity The other end of the source circuit is connected with the transmission driving circuit, the transmission driving circuit is connected with the transceiver conversion circuit, the transceiver conversion circuit is connected with the acoustic transducer, the transducer is connected with the receiver circuit, and the receiver circuit is also connected with the transceiver conversion circuit. The processing circuit for measuring the flow rate by the acoustic Doppler wave provided by the invention has high integration degree and low power consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路
本专利技术涉及声波多普勒测量流速的
，更具体的说是涉及一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路。
技术介绍
声波多普勒测量流速装置，如多普勒计程仪和声学多普勒水流剖面仪，被广泛用于水面船只、水下拖体、AUV、UUV等的控制和高精度导航中。而水下拖体、AUV、UUV等设备要求声波多普勒测量流速装置的重量、尺寸和功率要小。而声波多普勒测量流速装置主要包含声换能器、处理电路板及壳体。壳体的大小主要取决于处理电路板大小及数量，所以为了满足声波多普勒测量流速装置的尺寸小、功耗低，那么处理电路集成度要高、功耗要低。因此，如何提供一种电路集成度高的适用于声波多普勒测量流速的处理电路是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，电路集成度高、功耗低。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，包括：电源电路、主控电路、通信接口电路、发射驱动电路、收发转换电路、声换能器和接收电路；所述电源电路的一端和所述主控电路相连，所述主控电路分别与所述通信接口电路、所述接收电路相连；所述电源电路的另一端和所述发射驱动电路相连，所述发射驱动电路和所述收发转换电路相连，所述收发转换电路和所述声换能器相连；所述换能器和所述接收电路相连；所述接收电路还分别和所述收发转换电路以及所述主控电路相连。优选的，所述电源电路包括：第一DC/DC模块、第二DC/DC模块和第三DC/DC模块；直流24V供电电源经过所述第一DC/DC模块产生直流12V和直流5V，其中，直流12V为所述发射驱动电路中的MOS管Q3提供偏置电源；直流5V为所述通信接口电路和所述接收电路供电；直流5V经过所述第三DC/DC模块产生直流3.3V，直流3.3V为所述主控电路供电；直流24V供电电源经过所述第二DC/DC模块产生直流48V电源，直流48V电源给所述发射驱动电路提供发射能量。优选的，所述主控电路包括：ARM微处理器、UART单元、TIM单元和ADC单元；所述UART单元与所述通信接口电路相连；所述TIM单元和所述发射驱动电路相连；所述ADC单元和所述接收电路相连。优选的，所述发射驱动电路包括：恒流源电路、功率驱动电路和发射耦合电路；所述恒流源电路包括：MOS管Q1、稳压二极管V1、电位器W1、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述电阻R2一端与直流48V电源相连，另一端与所述MOS管Q1的漏极相连；所述MOS管Q1的源极和电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地；所述电位器W1的一端与所述电阻R2的一端相连，且连接直流48V电源；所述电位器W1的另一端通过所述电阻R1接地；所述电位器W1的调节端与所述MOS管Q1的栅极相连；所述电位器W1的两端并联有所述稳压二极管V1，且所述稳压二极管V1的正极连接在所述电位器W1和所述电阻R1之间；所述功率驱动电路包括：MOS管Q2、MOS管Q3、开关K1、开关K2、电阻R3、电容C2和稳压二极管V2；所述MOS管Q2的漏极和所述MOS管Q1的源极相连，源极和所述MOS管Q3的漏极相连；所述MOS管Q3的源极接地；所述MOS管Q2的栅极与所述开关K1相连；所述MOS管Q3的栅极与所述开关K2相连；其中，所述开关K1和所述开关K2与所述主控电路的TIM单元相连；所述开关K1与所述稳压二极管V2的负极相连；所述稳压二极管V2的正极连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端与所述开关K2相连；所述电容C2一端连接在所述稳压二极管V2的负极和所述开关K1之间，另一端连接在所述所述MOS管Q2的源极和所述MOS管Q3的漏极之间；所述发射耦合电路包括：电容C3、电感L1和变压器T1；所述电容C3一端连接在所述MOS管Q2的源极和所述MOS管Q3的漏极之间，另一端与所述变压器T1的初级线圈一端相连；所述电感L1一端与所述MOS管Q3的源极相连，另一端与所述变压器T1的初级线圈的另一端相连；所述变压器T1的次级线圈与所述收发转换电路相连。优选的，所述收发转换电路包括：二极管组件D1和二极管组件D2；所述二极管组件D1和所述二极管组件D2均由极向相反的两个二极管并联而成；所述二极管组件D1的一端与所述变压器T1的次级线圈相连，另一端与所述声换能器的一端相连，所述声换能器的另一端接地；所述二极管组件D2并联在所述声换能器的两端。优选的，包括4个所述声换能器；且每个所述声换能器均对应连接所述二极管组件D1和所述二极管组件D2。优选的，所述接收电路包括：4组相同结构的滤波电路，分别用于对应处理4个声换能器接收到的回波信号；每组滤波电路包括依次连接的第一级带通滤波电路、第一级放大电路、第二级带通滤波电路和第二级放大电路；其中，所述第二级放大电路和所述ADC单元相连；所述第一级带通滤波电路由电容C4和变压器T2初级线圈相连组成，并联在所述二极管组件D2的两端；所述第二级带通滤波电路由变压器T3次级线圈和电容C5相连组成，连接在所述第一放大电路和所述第二级放大电路之间。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了适用于声波多普勒测量流速的处理电路，发射驱动电路采用PWM技术、恒流技术和磁集成技术，从而提高发射效率、热稳定性和电路集成度，同时降低发送电路功耗。主控电路采用ARM微处理器，由于ARM微处理器内部资源丰富，外围器件较少，提高了电路集成度。并且电路控制灵活，功耗低，可靠性高。此外，本专利技术的接收电路采用二阶无源带通滤波方式，使得通频带带内平坦度，带外衰减陡峭。元器件以表贴为主，并以四层板布线，减少空间回馈及地线串扰，从而提高电路的稳定性和抗干扰能力，大大改善了接收灵敏度。本专利技术公开提供了适用于声波多普勒测量流速的处理电路，系统架构精练，功能模块齐全。系统处理电路中多处采用无源器件，如发射电路中采用功率变压器，该功率变压器具有阻抗变换和选频放大功能。接收电路中采用中周对前置小信号进行选频放大。电路中采用无源器件具有不会引入干扰源和无源器件自身消耗功耗很小等特点，从而使得整个系统电路功耗低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的适用于声波多普勒测量流速的处理电路的示意图；图2为本专利技术提供的电源电路的示意图；图3为本专利技术提供的主控电路的示意图；图4为本专利技术提供的通信接口电路的示意图；...

【技术保护点】
1.一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，其特征在于，包括：电源电路、主控电路、通信接口电路、发射驱动电路、收发转换电路、声换能器和接收电路；/n所述电源电路的一端和所述主控电路相连，所述主控电路分别与所述通信接口电路、所述接收电路相连；/n所述电源电路的另一端和所述发射驱动电路相连，所述发射驱动电路和所述收发转换电路相连，所述收发转换电路和所述声换能器相连；所述换能器和所述接收电路相连；所述接收电路还分别和所述收发转换电路以及所述主控电路相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，其特征在于，包括：电源电路、主控电路、通信接口电路、发射驱动电路、收发转换电路、声换能器和接收电路；
所述电源电路的一端和所述主控电路相连，所述主控电路分别与所述通信接口电路、所述接收电路相连；
所述电源电路的另一端和所述发射驱动电路相连，所述发射驱动电路和所述收发转换电路相连，所述收发转换电路和所述声换能器相连；所述换能器和所述接收电路相连；所述接收电路还分别和所述收发转换电路以及所述主控电路相连。


2.根据权利要求1所述的一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，其特征在于，所述电源电路包括：第一DC/DC模块、第二DC/DC模块和第三DC/DC模块；
直流24V供电电源经过所述第一DC/DC模块产生直流12V和直流5V，
其中，直流12V为所述发射驱动电路中的MOS管Q3提供偏置电源；
直流5V为所述通信接口电路和所述接收电路供电；
直流5V经过所述第三DC/DC模块产生直流3.3V，直流3.3V为所述主控电路供电；
直流24V供电电源经过所述第二DC/DC模块产生直流48V电源，直流48V电源给所述发射驱动电路提供发射能量。


3.根据权利要求1或2所述的一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，其特征在于，所述主控电路包括：ARM微处理器、UART单元、TIM单元和ADC单元；
所述UART单元与所述通信接口电路相连；
所述TIM单元和所述发射驱动电路相连；
所述ADC单元和所述接收电路相连。


4.根据权利要求3所述的一种适用于声波多普勒测量流速的处理电路，其特征在于，所述发射驱动电路包括：恒流源电路、功率驱动电路和发射耦合电路；
所述恒流源电路包括：MOS管Q1、稳压二极管V1、电位器W1、电阻R1、电阻R2和电容C1；
所述电阻R2一端与直流48V电源相连，另一端与所述MOS管Q1的漏极相连；所述MOS管Q1的源极和电容C1的一端相连，电容C1的另一端接地；
所述电位器W1的一端与所述电阻R2的一端相连，且连接直流48V电源；
所述电位器W1的另一端通过所述电阻R1接地；
所述电位器W1的调节端与所述MOS管Q1的栅极相连；
所述电位器W1的两端并联有所述稳压二极管V1，且所述稳压二极管V1的正极连接在所述电位器W1和所述电阻R1之间；
所述功率驱动电路包括：MOS管Q2、MOS管...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛自平，马勋宝，谢华伟，殷宗亮，夏雨，吴丹，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所九江分部，
类型：发明
国别省市：江西;36