【技术实现步骤摘要】
一种八通道水声通信接收机
本专利技术涉及水下声波通信系统、声波信号处理领域，特别涉及一种八通道水声通信接收机。
技术介绍
以海洋为典型代表的水下通信，是人类至今仍在努力探索的通信领域，其有着广泛的应用场景。海洋中的通信离不开接收机的支持。现有的水声接收机大都只有一个或者两个接收通道，且不同通道的增益都是不独立，同时接上不同类型换能器，效果比较差，应用范围比较局限。在文献“便携式水下声学接收机”中，该接收机就只有两个通道且每个通道增益都相同，无法在通信质量较差的情况下，通过多通道接收，提高通信质量，（专利：便携式水下声学接收机,中国专利申请号：CN201721867082）。而本专利技术设计了一款八通道的水声通信接收机，八个通道的增益相互独立，可以针对不同换能器分别进行调整，提高水声通信质量。同时，高达八通道的接收，可以明显提高通信可靠性、传输范围和吞吐量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种八通道水声通信接收机，能够满足水下通信的采集功能，接收数据，并对接收的信号进行一定的处理。
【技术保护点】
1.一种八通道水声通信接收机，其特征在于，包括前端低噪放电路、带通滤波电路、自动增益控制放大电路、末级放大电路、模数转换电路以及供电电路；其中，供电电路包括负电源供电电路及正电源供电电路；/n所述前端低噪放电路用于外接水声换能器并放大水声换能器接收到的微弱信号，将放大后的信号发送至带通滤波电路；/n所述带通滤波电路用于抑制信号带宽外的噪声并将抑制噪声后的信号发送至自动增益控制放大电路；/n所述自动增益控制放大电路用于将信号的幅度放大，并发送至末级放大电路；/n所述末级放大电路用于对信号进行末级放大，并将该模拟信号并发送至模数转换电路；/n所述模数转换电路用于将水声的模拟信号...
【技术特征摘要】
1.一种八通道水声通信接收机，其特征在于，包括前端低噪放电路、带通滤波电路、自动增益控制放大电路、末级放大电路、模数转换电路以及供电电路；其中，供电电路包括负电源供电电路及正电源供电电路；
所述前端低噪放电路用于外接水声换能器并放大水声换能器接收到的微弱信号，将放大后的信号发送至带通滤波电路；
所述带通滤波电路用于抑制信号带宽外的噪声并将抑制噪声后的信号发送至自动增益控制放大电路；
所述自动增益控制放大电路用于将信号的幅度放大，并发送至末级放大电路；
所述末级放大电路用于对信号进行末级放大，并将该模拟信号并发送至模数转换电路；
所述模数转换电路用于将水声的模拟信号进行转换成数字信号；
所述正电源供电电路用于将系统+24V电源转化为各个电路所需的正电源；
所述负电源供电电路用于将系统+24V电源转化为各个电路所需的负电源。
2.根据权利要求1所述的一种八通道水声通信接收机，其特征在于，所述前端低噪放电路包括芯片OPA4376以及各种不同取值的电阻、电容和电感；所述电阻包括第一电阻（R1）到第十六电阻（R16）；所述电容包括第一电容（C1）到第二十八电容（C28）；所述电感包括第一电感（L1）与第二电感（L2）；
芯片OPA4376是一款四通道的低噪声放大器，具有轨到轨输出和低偏移的特点；采用两片OPA4376芯片构成八通道的接收，两片OPA4376芯片分别表示为第一OPA4376芯片（U1）和第二OPA4376芯片（U2），每个通道的电压增益为20倍；
第一电感（L1）连接系统的模拟电源AVDD+5V与LNA+5V，LNA+5V连接至第一OPA4376芯片（U1）和第二OPA4376芯片（U2）的V+引脚；第二电感（L2）连接系统的模拟地AGND与LNA-GND，LNA-GND连接至第一OPA4376芯片（U1）和第二OPA4376芯片（U2）的V-引脚；第十一电容（C11）与第十四电容（C14）并联，一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的V+引脚，另一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的V-引脚；第十五电容（C15）与第十七电容（C17）并联，一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的V+引脚，另一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的V-引脚；第一电容（C1）的另一端连接至LNA-GND，第一电阻（R1）另一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的INA-引脚；第十二电容（C12）与第七电阻（R7）串联，第十二电容（C12）的一端连接至LNA-GND，第七电阻（R7）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的INB-引脚；第十三电容（C13）与第八电阻（R8）串联，第十三电容（C13）的一端连接至LNA-GND，第八电阻（R8）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的INC-引脚；第四电容（C4）与第二电阻（R2）串联，第四电容（C4）的一端连接至LNA-GND，第二电阻（R2）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的IND-引脚；第十六电容（C16）与第九电阻（R9）串联，第十六电容（C16）的另一端连接至LNA-GND，第九电阻（R9）另一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的INA-引脚；第二十七电容（C27）与第十五电阻（R15）串联，第二十七电容（C27）的一端连接至LNA-GND，第十五电阻（R15）一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的INB-引脚；第二十八电容（C28）与第十六电阻（R16）串联，第二十八电容（C28）的一端连接至LNA-GND，第十六电阻（R16）一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的INC-引脚；第十九电容（C19）与第十电阻（R10）串联，第十九电容（C19）的一端连接至LNA-GND，第十电阻（R10）一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的IND-引脚；第五电容（C5）一端连接LNA1-IN，另一端连接到+2V5和第一OPA4376芯片（U1）的引脚INA+；第七电容（C7）一端连接LNA2-IN，另一端连接到+2V5和第一OPA4376芯片（U1）的引脚INB+；第八电容（C8）一端连接LNA3-IN，另一端连接到+2V5和第一OPA4376芯片（U1）的引脚INC+；第六电容（C6）一端连接LNA4-IN，另一端连接到+2V5和第一OPA4376芯片（U1）的引脚IND+；第二十一电容（C21）一端连接LNA5-IN，另一端连接到+2V5和第二OPA4376芯片（U2）的引脚INA+；第二十三电容（C23）一端连接LNA6-IN，另一端连接到+2V5和第二OPA4376芯片（U2）的引脚INB+；第二十四电容（C24）一端连接LNA7-IN，另一端连接到+2V5和第二OPA4376芯片（U2）的引脚INC+；第二十二电容（C22）一端连接LNA4-IN，另一端连接到+2V5和第二OPA4376芯片（U2）的引脚IND+；第三电阻（R3）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚INA-，另一端与第三电容（C3）相连，并连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚OUTA，第三电容（C3）另一端则是连接至BPF-VIN1；第五电阻（R5）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚INB-，另一端与第九电容（C9）相连，并连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚OUTB，第九电容（C9）另一端则是连接至BPF-VIN2；第六电阻（R6）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚INC-，另一端与第十电容（C10）相连，并连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚OUTC，第十电容（C10）另一端则是连接至BPF-VIN3；第四电阻（R4）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚IND-，另一端与第二电容（C2）相连，并连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚OUTD，第二电容（C2）另一端则是连接至BPF-VIN4；第十二电阻（R12）一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的引脚INA-，另一端与第二十电容（C20）相连，并连接至第二OPA4376芯片（U2）的引脚OUTA，第二十电容（C20）另一端则是连接至BPF-VIN5；第十三电阻（R13）一端连接至第一OPA4376芯片（U1）的引脚INB-，另一端与第二十五电容（C25）相连，并连接至第二OPA4376芯片（U2）的引脚OUTB，第二十五电容（C25）另一端则是连接至BPF-VIN7；第十四电阻（R14）一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的引脚INC-，另一端与第二十六电容（C26）相连，并连接至第二OPA4376芯片（U2）的引脚OUTC，第二十六电容（C26）另一端则是连接至BPF-VIN7；第十一电阻（R11）一端连接至第二OPA4376芯片（U2）的引脚IND-，另一端与第十八电容（C18）相连，并连接至第二OPA4376芯片（U2）的引脚OUTD，第十八电容（C18）另一端则是连接至BPF-VIN8。
3.根据权利要求1所述的一种八通道水声通信接收机，其特征在于，所述带通滤波电路包括滤波器芯片MAX274以及各种不同取值的电阻、电容和电感；所述电阻包括第十七电阻（R17）到第四十电阻（R40）；所述电容包括第二十九电容（C29）到第三十二电容（C32）；所述电感包括第三电感（L3）、第四电感（L4）和第五电感（L5）；
芯片MAX274是一款四通道的滤波器芯片，滤波器的中心频率从100Hz到300KHz,增益带宽积为16Mhz；采用两片MAX274芯片，分别表示为第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4），构成八通道的带通滤波器，带宽为9kHz-15kHz；
第三电感（L3）连接系统的模拟电源AVDD+5V与BPF+5V，BPF+5V连接至第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4）的V+引脚；第四电感（L4）连接系统的模拟地AGND与BPF-GND，BPF-GND连接至第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4）的GND引脚和FC引脚；第五电感（L5）连接系统的模拟电源AVDD-5V与BPF-5V，BPF-5V连接至第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4）的V-引脚；第二十九电容（C29）与第三十电容（C30）并联，一端连接至第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4）的V+引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4）的GND引脚；第三十一电容（C31）与第三十二电容（C32）并联，一端连接至第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4）的GND引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）和第二MAX274芯片（U4）的V-引脚；第十八电阻（R18）与第十九电阻（R19）串联，一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOA引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的BPIA引脚；第二十九电阻（R29）与第三十一电阻（R31）串联，一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOB引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的BPIB引脚；第三十电阻（R30）与第三十二电阻（R32）串联，一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOC引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的BPIC引脚；第十七电阻（R17）与第二十电阻（R20）串联，一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOD引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的BPID引脚；第四十二电阻（R42）与第四十三电阻（R43）串联，一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOA引脚，另一端连接至第二MAX274芯片（U4）的BPIA引脚；第五十三电阻（R53）与第五十五电阻（R55）串联，一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOB引脚，另一端连接至第二MAX274芯片（U4）的BPIB引脚；第五十四电阻（R54）与第五十六电阻（R56）串联，一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOC引脚，另一端连接至U4的BPIC引脚；第四十一电阻（R41）与第四十四电阻（R44）串联，一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOD引脚，另一端连接至第二MAX274芯片（U4）的BPID引脚；第二十一电阻（R21）一端连接到BPF-VIN1，一端与第二十三电阻（R23）相连，并连至第一MAX274芯片（U3）的INA引脚，第二十三电阻（R23）另一端则连接到第一MAX274芯片（U3）的BPOA引脚；第三十四电阻（R34）一端连接到BPF-VIN2，一端与第三十六电阻（R36）相连，并连至第一MAX274芯片（U3）的INB引脚，第三十六电阻（R36）另一端则连接到第一MAX274芯片（U3）的BPOB引脚；第三十三电阻（R33）一端连接到BPF-VIN3，一端与第三十五电阻（R35）相连，并连至第一MAX274芯片（U3）的INC引脚，第三十五电阻（R35）另一端则连接到第一MAX274芯片（U3）的BPOC引脚；第二十一电阻（R21）一端连接到BPF-VIN4，一端与第二十二电阻（R22）相连，并连至第一MAX274芯片（U3）的IND引脚，第二十四电阻（R24）另一端则连接到第一MAX274芯片（U3）的BPOD引脚；第四十五电阻（R45）一端连接到BPF-VIN5，一端与第四十七电阻（R47）相连，并连至第二MAX274芯片（U4）的INA引脚，第四十七电阻（R47）另一端则连接到第二MAX274芯片（U4）的BPOA引脚；第五十八电阻（R58）一端连接到BPF-VIN6，一端与第六十电阻（R60）相连，并连至第二MAX274芯片（U4）的INB引脚，第六十电阻（R60）另一端则连接到第二MAX274芯片（U4）的BPOB引脚；第五十七电阻（R57）一端连接到BPF-VIN7，一端与第五十九电阻（R59）相连，并连至第二MAX274芯片（U4）的INC引脚，第五十九电阻（R59）另一端则连接到第二MAX274芯片（U4）的BPOC引脚；第四十一电阻（R41）一端连接到BPF-VIN8，一端与第四十四电阻（R44）相连，并连至第二MAX274芯片（U4）的IND引脚，第四十四电阻（R44）另一端则连接到第二MAX274芯片（U4）的BPOD引脚；第二十五电阻（R25）与第二十七电阻（R27）串联，一端连接至AGC-IN1和第一MAX274芯片（U3）的BPOA引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOA引脚；第三十七电阻（R37）与第三十八电阻（R38）串联，一端连接至AGC-IN2和第一MAX274芯片（U3）的BPOB引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOB引脚；第三十九电阻（R39）与第四十电阻（R40）串联，一端连接至AGC-IN3和第一MAX274芯片（U3）的BPOC引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOC引脚；第二十六电阻（R26）与第二十八电阻（R28）串联，一端连接至AGC-IN4和第一MAX274芯片（U3）的BPOD引脚，另一端连接至第一MAX274芯片（U3）的LPOD引脚；第四十九电阻（R49）与第五十一电阻（R51）串联，一端连接至AGC-IN5和第二MAX274芯片（U4）的BPOA引脚，另一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOA引脚；第六十一电阻（R61）与第六十二电阻（R62）串联，一端连接至AGC-IN6和第二MAX274芯片（U4）的BPOB引脚，另一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOB引脚；第六十三电阻（R63）与第六十四电阻（R64）串联，一端连接至AGC-IN7和第二MAX274芯片（U4）的BPOC引脚，另一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOC引脚；第五十电阻（R50）与第五十二电阻（R52）串联，一端连接至AGC-IN8和第二MAX274芯片（U4）的BPOD引脚，另一端连接至第二MAX274芯片（U4）的LPOD引脚。
4.根据权利要求1所述的一种八通道水声通信接收机，其特征在于，所述自动增益控制放大电路包括AD605芯片、TLC5620数模转换器芯片以及各种不同取值的电阻、电容和电感；所述电阻包括第六十五电阻（R65）到第一百零八电阻（R108），所述电容包括第三十三电容（C33）到第七十八电容（C78），所述电感包括第六电感（L6）和第七电感（L7）；
AD605为双通道的自动增益芯片，增益范围为-14dB-+34dB；TLC5620数模转换器芯片为四通道的数模转换器，输出电压范围为0-3.3V；采用4片AD605芯片和2片TLC5620芯片构成了八通道的自动增益控制放大电路，外部通过SPI通信控制TLC5620的输出电压，进而控制AD605的增益，4片AD605芯片分别表示为第一AD605芯片（U5）、第二AD605芯片（U6）、第三AD605芯片（U7）、第四AD605芯片（U8），2片TLC5620芯片分别表示为第一TLC5620芯片（U9）和第二TLC5620芯片（U10）；
第六电感（L6）连接系统的模拟电源AVDD+5V和AGC+5V，第七电感（L7）连接系统的模拟地AGND和AGC-GND；第六十六电阻（R66）连接第一AD605芯片（U5）的VOCM引脚和第一AD605芯片（U5）的VREF引脚；第三十三电容（C33）连接AGC-GND和第一AD605芯片（U5）的VOCM引脚；第三十五电容（C35）连接AGC-GND和第一AD605芯片（U5）的VREF引脚；第三十六电容（C36）连接AGC-IN1和第一AD605芯片（U5）的+IN1引脚；第三十八电容（C38）连接AGC-IN2和第一AD605芯片（U5）的+IN2引脚；第三十九电容（C39）连接AGC-GND和第一AD605芯片（U5）的-IN1引脚；第四十电容（C40）连接AGC-GND和第一AD605芯片（U5）的-IN2引脚；第四十一电容（C41）和第四十二电容（C42）并联，一端连接AGC-GND，另一端连接至AGC+5V、第一AD605芯片（U5）的VPOS1引脚和VPOS2引脚；第一AD605芯片（U5）的GND1引脚和GND2引脚连接至AGC-GND；第六十五电阻（R65）与第三十四电容（C34）串联，第六十五电阻（R65）的另一端连接至第一AD605芯片（U5）的OUT1引脚，第三十四电容（C34）的另一端连接至AGC-Vout1；第六十七电阻（R67）与第三十七电容（C37串联，第六十七电阻（R67）的另一端连接至第一AD605芯片（U5）的OUT2引脚，第三十七电容（C37）的另一端连接至AGC-Vout2；第六十八电阻（R68）连接第一AD605芯片（U5）的FBK1引脚和第一AD605芯片（U5）的OUT1引脚；第六十九电阻（R69）连接FBK2引脚和第一AD605芯片（U5）的OUT2引脚；第七十一电阻（R71）连接第二AD605芯片（U6）的VOCM引脚和第二AD605芯片（U6）的VREF引脚；第四十三电容（C43）连接AGC-GND和第二AD605芯片（U6）的VOCM引脚；第四十五电容（C45）连接AGC-GND和第二AD605芯片（U6）的VREF引脚；第四十六电容（C46）连接AGC-IN3和第二AD605芯片（U6）的+IN1引脚；第四十八电容（C48）连接AGC-IN4和第二AD605芯片（U6）的+IN2引脚；第四十九电容（C49）连接AGC-GND和第二AD605芯片（U6）的-IN1引脚；第五十电容（C50）连接AGC-GND和第二AD605芯片（U6）的-I...
【专利技术属性】
技术研发人员：余华，黄灿群，季飞，陈芳炯，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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