专利名称：一种用于处理mfsk水声通信信号的滤波选频电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水声通信领域，尤其是一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路。
背景技术：
水声通信是利用声波在海水媒介中传输信息的一种通信方式，水声信道是最为复杂的信道之一，具有环境噪声高，可用的载波频率和带宽低等特点。海水媒介极为复杂多变，声波在传播过程中媒介对声能的吸收和波阵面的扩展会导致信号的衰落；此外，海水媒介的不均匀性以及水下存在的大量噪声干扰，都会使接收到的信号中夹杂着大量的干扰信 号，因此，海洋环境噪声和声波在海水中的传输损耗会降低水声通信中接收信号的信噪比。MFSK (多进制频移键控)调制方式，是一种常用的水声通信调制方式，具有传输效率高和可靠性高等优点，其工作原理是利用不同的频率组合来代表不同的数字信息来进行数据传输，由于水声信道可以利用的频率带宽非常窄，几个频率子带非常靠近，甚至会存在频带的部分重叠，这样就会造成几个频带之间的相互干扰而造成码元的识别错误，最终导致水声通信失败。
实用新型内容针对上述不足，本实用新型提供了一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，其不仅能够解决水声通信接收信号信噪比低和几个频率子带非常靠近的问题，而且能够保证水声通信的准确性和可靠性。为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，其特征是，包括放大电路、带通滤波电路和选频网络单元；所述放大电路的输入端与水声通信接收机的水声信号输入端连接，放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端连接，所述带通滤波电路的输出端与选频网络单元的输入端连接，所述选频网络单元的输出端与水声接收机的处理器连接；其中，所述放大电路对接收的水声信号进行放大处理后发送给带通滤波电路，所述带通滤波电路对放大后的水声信号进行滤波处理，所述选频网络单元对滤波处理后的水声信号的各频率子带进行选频处理，最终输出有效水声信号。优选地，所述放大电路采用反向比例运算放大电路。优选地，所述带通滤波电路采用无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波电路。优选地，所述选频网络单元包括至少一路高Q值的LC并联谐振窄带选频电路。本实用新型的有益效果是该滤波选频电路用在水声通信的接收机电路中，对水声通信接收机接收到的MFSK水声通信信号进行有效的放大、滤波和选频处理，并且通过带通滤波及窄带选频的功能，提高水声信号的信噪比，从而克服水声通信中存在的信号衰减、噪声干扰及水声信道可利用带宽窄的问题，保证只有代表数字信息的有用水声信号才能通过并送CPU处理，有助于提高水声通信的准确性和可靠性。
图I是本实用新型的原理框图；图2是本实用新型一实施例的电路示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型的一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，其特征是，包括放大电路、带通滤波电路和选频网络单元；所述放大电路采用反向比例运算放大电路，其输入端与水声通信接收机的水声信号输入端连接，输出端与带通滤波电路的输入端连接；所述带通滤波电路采用无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波电路，其输出端与选频网络单元的输入端连接；所述选频网络单元包括四路高Q值的LC并联谐振窄带选频电路的输出端与水声接收机的处理器连接。其中，所述放大电路对接收的水声信号进行放大处理后发送给带通滤波电路，所述带通滤波电路对放大后的水声信号进行滤波处理，所述选频网络单元对滤波处理后的水声信号的各频率子带进行选频处理，最终输出有效水声 信号。图2是本实用新型采用一路高Q值的LC并联谐振窄带选频电路的具体实施电路示意图。如图2所示，由运算放大器Ul和电阻Rl、R2、R3、R4构成反向比例运算放大电路
对接收到的水声信号进行放大处理，放大倍数为4/ =-I .再由运算放大器U2和电阻R5、
R6、R7、R8、R9及电容C3、C4、C5构成带通滤波电路对放大后的水声信号进行滤波处理，滤除
噪声信号，保证只有带宽内的有效水声信号才能通过，通频带带宽为:勝=技(* + *)
I~ifl T]一
通带的中心角频率为--0O=Jurr每一路选频网络电路由高Q(品质因数)值
VV l J .
9
可调电感LI和电容C7，C8构成LC窄带选频网络电路，谐振频率为Z根据此原
理，根据多路谐振频率不同，通过多路选频网络对MFSK水声调制方式的各频率子带进行窄带选频处理，从而将代表数字信息的各频率子带区分开。本实用新型是集信号放大、有源带通滤波和高Q(品质因数)值无源LC窄带选频网络电路于一体的用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路。它采用放大和滤波电路来提高信噪比，采用多路高Q(品质因数)值的LC无源选频网络，根据不同的谐振点来区分几个非常靠近的频率子带。水声通信接收机接收到的信号为微弱信号(毫伏级甚至微伏级)并夹杂着大量的噪声信号，首先采用反向比例运算放大电路对接收信号进行放大处理，然后采用无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波电路对放大后的信号进行滤波处理，确保只有通频带内的信号才能通过，而通频带之外的干扰信号将被抑制和滤除，此时通频带之内的信号只有代表数字信息的各频率子带。由于通频带内的各频点非常靠近，为了防止几个频率子带之间相互干扰而造成码元识别错误，采用多路高Q(品质因数)值的LC并联谐振窄带选频电路对各频率子带进行选频处理，从而将非常靠近的各频率子带区分开，从而保证了用来做后续处理的信号为有效水声信号。以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，其特征是，包括放大电路、带通滤波电路和选频网络单元；所述放大电路的输入端与水声通信接收机的水声信号输入端连接，放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端连接，所述带通滤波电路的输出端与选频网络单元的输入端连接，所述选频网络单元的输出端与水声接收机的处理器连接； 其中，所述放大电路对接收的水声信号进行放大处理后发送给带通滤波电路，所述带通滤波电路对放大后的水声信号进行滤波处理，所述选频网络单元对滤波处理后的水声信号的各频率子带进行选频处理，最终输出有效水声信号。
2.根据权利要求I所述的一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，其特征是，所述放大电路采用反向比例运算放大电路。
3.根据权利要求I所述的一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，其特征是，所述带通滤波电路采用无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波电路。
4.根据权利要求I所述的一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，其特征是，所述选频网络单元包括至少一路高Q值的LC并联谐振窄带选频电路。
专利摘要一种用于处理MFSK水声通信信号的滤波选频电路，它包括放大电路、带通滤波电路和选频网络单元；所述放大电路采用反向比例运算放大电路，其输入端与水声通信接收机的水声信号输入端连接，输出端与带通滤波电路的输入端连接；所述带通滤波电路采用无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波电路，其输出端与选频网络单元的输入端连接；所述选频网络单元包括四路高Q值的LC并联谐振窄带选频电路的输出端与水声接收机的处理器连接。本实用新型能够对水声通信接收机接收到的MFSK水声通信信号进行有效的放大、滤波和选频处理，保证只有代表数字信息的有用水声信号才能通过并送CPU处理，从而保证了水声通信的准确性和可靠性。
文档编号H04B13/02GK202617097SQ201220170880
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者周玉, 艾长胜 申请人:济南大学