一种功率可调的隔离型水下信号采集处理方法及电路技术

本发明专利技术公开了一种功率可调的隔离型水下信号采集处理方法及电路，由水下信号筒和岸上接收盒组成，所述水下信号筒和所述岸上接收盒通过架空钢索、水体和大地连接形成回路，所述水下信号筒包括信号输入处理电路、输入信号逻辑约束、信号载波电路、载波信号逻辑约束、信号功率放大电路、EMC加固5V电源电路和EMC加固可调电源电路，所述岸上接收盒包括信号接收防雷电路、光耦隔离放大电路、载波整流滤波电路、载波解调电路、整流滤波电路、信号输出逻辑约束、信号输出电路和EMC加固±5V电源，以此适应多种不同水质、水深、河面宽度的水文信息的传输。

【技术实现步骤摘要】
一种功率可调的隔离型水下信号采集处理方法及电路
本专利技术涉及水文水资源监测
，尤其涉及一种功率可调的隔离型水下信号采集处理方法及电路。
技术介绍
在水文水资源监测领域中，早期都是靠人力现场勘测，通过人工读水尺和测流速，不仅耗时耗力，而且不精确、不可靠。随着发展也出现了一些电子水文检测电路，但是目前市场上的产品功率小、频率固定、抗干扰能力弱、无隔离处理，所以会造成检测结果易出错，河面较宽传输距离较远、水深信号衰减较大、水质清澈水体阻抗较大时，传输信号易丢失等问题，其可靠性低、传输距离及深度有限，因此只能用于环境条件较为理想的河流进行水文测量，环境条件比较复杂的河流就无法使用，但是实际中复杂环境的河流较多，因此提供一种能适应多种不同水质、水深、河面宽度的水文信息的传输的电路是十分有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率可调的隔离型水下信号采集处理方法及电路，能适应多种不同水质、水深、河面宽度的水文信息的传输。为实现上述目的，本专利技术采用的一种功率可调的隔离型水下信号采集处理电路，由水下信号筒和岸上接收盒组成，所述水下信号筒和所述岸上接收盒通过架空钢索、水体和大地连接形成回路，所述水下信号筒包括信号输入处理电路、输入信号逻辑约束、信号载波电路、载波信号逻辑约束、信号功率放大电路、EMC加固5V电源电路和EMC加固可调电源电路，所述信号输入处理电路、所述输入信号逻辑约束、所述信号载波电路、所述载波信号逻辑约束和所述信号功率放大电路依次电性连接，且所述输入信号逻辑约束、所述信号载波电路和所述载波信号逻辑约束分别与所述EMC加固5V电源电路电性连接，所述信号功率放大电路与所述EMC加固可调电源电路电性连接；所述岸上接收盒包括信号接收防雷电路、光耦隔离放大电路、载波整流滤波电路、载波解调电路、整流滤波电路、信号输出逻辑约束、信号输出电路和EMC加固±5V电源，所述信号接收防雷电路、所述光耦隔离放大电路、所述载波整流滤波电路、所述载波解调电路、所述整流滤波电路、所述信号输出逻辑约束和所述信号输出电路电性连接，且均与所述EMC加固±5V电源电性连接。其中，所述信号输入处理电路包括电容C1、电容C2、电容C3、二极管TVS1、二极管TVS2、二极管TVS3、入水信号输入处理电路和电压比较器，所述入水信号输入处理电路包括三极管共集电极电路和延时单稳态电路；所述电容C1的一端分别连接入水信号、二极管TVS1的阴极端和入水信号输入处理电路的输入端，所述电容C1的另一端分别连接二极管TVS1的阳极端和所述入水信号输入处理电路的输入端，所述电容C2的一端分别连接入流速信号、二极管TVS2的阴极端和所述电压比较器的输入端，所述电容C2的另一端分别连接二极管TVS2的阳极端和所述电压比较器的输入端，所述电容C3的一端分别连接入触底信号、二极管TVS3的阴极端和所述电压比较器的输入端，所述电容C3的另一端分别连接二极管TVS3的阳极端和所述电压比较器的输入端，所述入水信号输入处理电路的输出端和所述电压比较器的输出端均接地。其中，所述信号功率放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5和三极管Q6；所述电阻R1的一端与输入信号连接，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R3连接；所述电阻R2的一端与输入信号连接，所述电阻R2的另一端与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极分别与所述电阻R5和所述三极管Q4的基极连接，所述电阻R3的一端与所述三极管Q1的集电极连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4和所述三极管Q2的基极连接，所述电阻R4的一端分别与电阻R3和三极管Q2的基极连接，所述电阻R4的另一端与可调电源连接，所述三极管Q2的基极分别与所述电阻R3和所述电阻R4连接，所述三极管Q2的发射极与可调电源连接，所述三极管Q2的集电极与所述三极管Q5的基极连接，所述电阻R5的一端与可调电源连接，所述电阻R5的另一端分别与所述三极管Q3的集电极和所述三极管Q4的基极连接，所述电阻R6的一端与可调电源连接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q4的集电极连接，所述三极管Q4的基极分别与所述电阻R5和所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R6连接，所述三极管Q4的发射极与所述三极管Q6的基极连接，所述三极管Q5的基极与所述三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q5的发射极分别与所述三极管Q6的集电极和输出信号连接，所述三极管Q5的集电极与可调电源连接；所述三极管Q6的基极与所述三极管Q4的发射极连接，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的集电极分别与所述三极管Q5的发射极和输出信号连接。其中，所述EMC加固5V电源电路和所述EMC加固可调电源电路形成供电电路，所述供电电路包括电池BT1、5V电源电路、可调电源电路、电源加固电路、电容C4、电容C5、二极管TVS4、电阻R7、电阻R8和三极管Q7；所述电池BT1的正极分别与5V电源电路的输入端、可调电源电路的输入端和所述三极管Q7的发射极连接，所述电池BT1的负极接地，所述电容C4的一端分别与唤醒信号、所述电阻R7和所述二极管TVS4的阴极连接，所述电容C4的另一端接地；所述二极管TVS4的阳极接地，所述二极管TVS4的阴极分别与唤醒信号、所述电容C4和所述电阻R7连接；所述电阻R7的一端与电容C4和二极管TVS4的阴极连接，所述电阻R7的另一端与所述三极管Q7的基极连接，所述三极管Q7的基极与所述电阻R7连接，所述三极管Q7的发射极与所述电池BT1的正极连接，所述三极管Q7的集电极分别与所述电容C5和所述电阻R8连接。其中，所述光耦隔离放大电路包括共模电感、光耦、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C6、三极管Q10和运算放大器；所述共模电感输入端和所述信号接收防雷电路连接，所述共模电感输出端与所述光耦的输入端连接；所述光耦的输出端分别与所述电阻R9的一端和所述电阻R10的一端连接，所述电阻R9的另一端与+5V电源连接，所述电阻R10的另一端与所述三极管Q10的基极连接，所述三极管Q10的发射极与-5V电源连接，所述三极管Q10的集电极分别与所述电阻R11和所述电容C6连接，所述电阻R11的一端与所述三极管Q10的集电极和所述电容C6连接，所述电阻R11的另一端与+5V电源连接，所述电容C6的一端分别与所述三极管Q10的集电极和所述电阻R11连接，所述电容C6的另一端与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端分别与所述电阻R13和所述运算放大器的输入端连接，所述电阻R13的一端分别与所述电阻R12和所述运算放大器的输入端连接，所述电阻R13的另一端接地，所述电阻R14的一端接地，所述电阻的另一端分别与所述运算放大器的输入端和所述电阻R15连接；所述电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率可调的隔离型水下信号采集处理电路，其特征在于，/n由水下信号筒和岸上接收盒组成，所述水下信号筒和所述岸上接收盒通过架空钢索、水体和大地连接形成回路，所述水下信号筒包括信号输入处理电路、输入信号逻辑约束、信号载波电路、载波信号逻辑约束、信号功率放大电路、EMC加固5V电源电路和EMC加固可调电源电路，所述信号输入处理电路、所述输入信号逻辑约束、所述信号载波电路、所述载波信号逻辑约束和所述信号功率放大电路依次电性连接，且所述输入信号逻辑约束、所述信号载波电路和所述载波信号逻辑约束分别与所述EMC加固5V电源电路电性连接，所述信号功率放大电路与所述EMC加固可调电源电路电性连接；/n所述岸上接收盒包括信号接收防雷电路、光耦隔离放大电路、载波整流滤波电路、载波解调电路、整流滤波电路、信号输出逻辑约束、信号输出电路和EMC加固±5V电源，所述信号接收防雷电路、所述光耦隔离放大电路、所述载波整流滤波电路、所述载波解调电路、所述整流滤波电路、所述信号输出逻辑约束和所述信号输出电路电性连接，且均与所述EMC加固±5V电源电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率可调的隔离型水下信号采集处理电路，其特征在于，
由水下信号筒和岸上接收盒组成，所述水下信号筒和所述岸上接收盒通过架空钢索、水体和大地连接形成回路，所述水下信号筒包括信号输入处理电路、输入信号逻辑约束、信号载波电路、载波信号逻辑约束、信号功率放大电路、EMC加固5V电源电路和EMC加固可调电源电路，所述信号输入处理电路、所述输入信号逻辑约束、所述信号载波电路、所述载波信号逻辑约束和所述信号功率放大电路依次电性连接，且所述输入信号逻辑约束、所述信号载波电路和所述载波信号逻辑约束分别与所述EMC加固5V电源电路电性连接，所述信号功率放大电路与所述EMC加固可调电源电路电性连接；
所述岸上接收盒包括信号接收防雷电路、光耦隔离放大电路、载波整流滤波电路、载波解调电路、整流滤波电路、信号输出逻辑约束、信号输出电路和EMC加固±5V电源，所述信号接收防雷电路、所述光耦隔离放大电路、所述载波整流滤波电路、所述载波解调电路、所述整流滤波电路、所述信号输出逻辑约束和所述信号输出电路电性连接，且均与所述EMC加固±5V电源电性连接。


2.如权利要求1所述的功率可调的隔离型水下信号采集处理电路，其特征在于，
所述信号输入处理电路包括电容C1、电容C2、电容C3、二极管TVS1、二极管TVS2、二极管TVS3、入水信号输入处理电路和电压比较器，所述入水信号输入处理电路包括三极管共集电极电路和延时单稳态电路；
所述电容C1的一端分别连接入水信号、二极管TVS1的阴极端和入水信号输入处理电路的输入端，所述电容C1的另一端分别连接二极管TVS1的阳极端和所述入水信号输入处理电路的输入端，所述电容C2的一端分别连接入流速信号、二极管TVS2的阴极端和所述电压比较器的输入端，所述电容C2的另一端分别连接二极管TVS2的阳极端和所述电压比较器的输入端，所述电容C3的一端分别连接入触底信号、二极管TVS3的阴极端和所述电压比较器的输入端，所述电容C3的另一端分别连接二极管TVS3的阳极端和所述电压比较器的输入端，所述入水信号输入处理电路的输出端和所述电压比较器的输出端均接地。


3.如权利要求2所述的功率可调的隔离型水下信号采集处理电路，其特征在于，
所述信号功率放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5和三极管Q6；
所述电阻R1的一端与输入信号连接，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R3连接；
所述电阻R2的一端与输入信号连接，所述电阻R2的另一端与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极分别与所述电阻R5和所述三极管Q4的基极连接，所述电阻R3的一端与所述三极管Q1的集电极连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4和所述三极管Q2的基极连接，所述电阻R4的一端分别与电阻R3和三极管Q2的基极连接，所述电阻R4的另一端与可调电源连接，所述三极管Q2的基极分别与所述电阻R3和所述电阻R4连接，所述三极管Q2的发射极与可调电源连接，所述三极管Q2的集电极与所述三极管Q5的基极连接，所述电阻R5的一端与可调电源连接，所述电阻R5的另一端分别与所述三极管Q3的集电极和所述三极管Q4的基极连接，所述电阻R6的一端与可调电源连接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q4的集电极连接，所述三极管Q4的基极分别与所述电阻R5和所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R6连接，所述三极管Q4的发射极与所述三极管Q6的基极连接，所述三极管Q5的基极与所述三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q5的发射极分别与所述三极管Q6的集电极和输出信号连接，所述三极管Q5的集电极与可调电源连接；所述三极管Q6的基极与所述三极管Q4的发射极连接，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的集电极分别与所述三极管Q5的发射极和输出信号连接。


4.如权利要求3所述的功率可调的隔离型水下信号采集处理电路，其特征在于，
所述EMC加固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，李盛洪，金建辉，张果，欧阳鑫，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53