一种适用于收发合置换能器的收发转接电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及收发合置的主动声纳领域，具体涉及一种适用于收发合置换能器 的收发转接电路。
【背景技术】
[0002] 收发合置的主动声纳工作时，发射电路与前置电路之间往往需要一个收发转接电 路，以实现对前置电路的保护。如图1-2所示，目前广泛使用的收发转接电路都需要串接一 个限流电阻对前置电路进行过压过流保护。电阻的引入不但会增加器件，还会对前置电路 引入噪声。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种适用于收发合置换 能器的收发转接电路，可降低由收发转接电路引起的前置电路噪声，减少收发转接电路的 器件，提高收发电路的集成度，简化收发电路之间，以及与水下换能器的接线。
[0004] 本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的。这种适用于收发合置换能器的 收发转接电路，包括干端收发转接电路和水下部分电路，所述的干端收发转接电路由二极 管组件D1、二极管组件D2、二极管组件D3与L自耦变压器的中间端点串接并与信号变压器 配合连接而成，水下部分电路包括换能器，换能器与干端收发转接电路中的L自耦变压器、 二极管组件D3串接并与信号变压器配合连接；二极管组件D1、二极管组件D2和二极管组 件D3由二个极向相反的二极管并联而成。
[0005] 本实用新型所述的电路是将换能器匹配L自耦变压器移至干端收发转接电路，并 设计合理的保护电路，从而去掉了原来的限流保护电阻，使得收发转接电路接线简单、体积 减小并可降低前置电路的噪声，提高了收发电路的集成度。
[0006] 本实用新型的有益效果为：
[0007] (1)降低了前置电路的噪声
[0008] (2)减少了收发转接电路的器件，减小了收发转接电路的体积
[0009] (3)简化了收发电路之间以及收发电路与水下换能器之间的接线关系。
【附图说明】
[0010] 图1为现有技术的收发转接电路的电路原理示意图；
[0011] 图2为现有技术的通用收发转接电路的接收模型电路原理示意图；
[0012] 图3为本实用新型的收发转接电路的电路原理示意图；
[0013] 图4为本实用新型的收发转接电路的接收模型电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合附图和实施例对本实用新型做详细的介绍：
[0015] 如图3-4所示，这种适用于收发合置换能器的收发转接电路，包括干端收发转接 电路和水下部分电路，所述的干端收发转接电路由二极管组件D1、二极管组件D2、二极管 组件D3与L自耦变压器的中间端点串接并与信号变压器配合连接而成，水下部分电路包括 换能器，换能器与干端收发转接电路中的L自耦变压器、二极管组件D3串接并与信号变压 器配合连接；二极管组件D1、二极管组件D2和二极管组件D3由二个极向相反的二极管并 联而成。
[0016] 适用于收发合置换能器的收发转接电路设计过程有：将匹配换能器的自耦变压器 移干端收发转接电路。将限流电阻去掉，提出一个全新的收发转接方案。并据此分析了该 收发转接电路的噪声特性。抑制收发转接电路中自耦变压器、信号变压器的寄生参数对其 与换能器的匹配的影响，达到自耦变压器和换能器的阻抗匹配目的。分析并计算自耦变压 器及保护二极管保护作用，去掉了原先的串联限流电阻，实现了前置电路保护。分析收发转 接电路的噪声模型，给出了减小噪声的机理。
[0017] 1.自耦变压器参数计算
[0018]自耦变压器的确定主要由以下几个方面：
[0019] 1)信号频率及形式
[0020] 2)换能器等效模型及参数
[0021] 3)换能器功耗
[0022] 4)功放端输入的直流电压
[0023] 根据以上参数即可确定自耦变压器的电感量、匝比等参数。
[0024] 2.收发转接电路寄生参数的估算及抑制措施
[0025] 该低噪声收发转接电路中，自耦变压器移至干端，电路拓扑与传统模式有所区别， 这就会对自耦变压器与换能器匹配带来一些问题，自耦变压器自生的寄生参数、信号变压 器的寄生参数，以及干端与湿端之间的水密电缆的寄生参数都会对匹配有着影响。由此，我 们采取了以下几个措施来抑制这些寄生参数影。
[0026] 1)通过寄生参数的估算，优化选择自耦变压器的电感量，将寄生参数影响远离我 们的工作频带
[0027] 2)自耦变压器、信号变压器各自进行屏蔽接地处理
[0028] 3)水密电缆采用内部双绞屏蔽，外部整体屏蔽
[0029] 4)合理的接地 [0030]3.保护电路参数计算
[0031] 自耦变压器参数确定之后，根据直流电压及功放变压器的变比，可计算出主动发 射回路所需的保护二极管对额定电压及额定电流参数。选择合适的二极管对，保证在发射 工作时以及发射结束瞬间引起反冲不损坏收发转接电路及前置电路。
[0032] 4.收发转接电路对前置电路噪声影响分析
[0033] 任何的高于绝度零度的电阻都存在热噪声，计算公式如下：
[0034] e =sjAkTRxBW
[0035] 其中，k为玻耳兹曼常数，k= 1.38X1(T23J/K;温度T为绝对温度；BW为带宽。 17°C时，带宽为100kHz的放大电路中，10kQ的电阻两端所呈现的开路噪声电压有效值约 为4yV，可见对于检测yV甚至是nV级微弱信号的放大电路来说，电阻热噪声的不利影响 是不容忽视的。
[0036] 而电感本身是不会带来噪声，但是通过电抗的噪声电流却会产生噪声电压和相关 的寄生噪声。
[0037] 由微弱信号检测的原理可知，第一级放大电路对前置电路噪声的贡献最大，第二 级对电路噪声亦有一定的贡献。欲提高前置电路的信噪比，就需最大限度地降低其第一级 放大电路引入的噪声。因此，运放的选择是降低噪声的关键。运放的选择要考虑源阻带来 的影响。如果源阻很小，则由源阻引起的电压噪声以及由运放噪声电流引起的总噪声影响 不大。如果源阻很大，则源阻产生的热噪声可能高于运放的电压噪声和电流噪声产生的噪 声电压。运放需按照其品质因数Rwp选取：
[0038]
【主权项】
1. 一种适用于收发合置换能器的收发转接电路，包括干端收发转接电路和水下部分 电路，其特征在于：所述的干端收发转接电路由二极管组件D1、二极管组件D2、二极管组件 D3与L自耦变压器的中间端点串接并与信号变压器配合连接而成，水下部分电路包括换能 器，换能器与干端收发转接电路中的L自耦变压器、二极管组件D3串接并与信号变压器配 合连接；二极管组件D1、二极管组件D2和二极管组件D3由二个极向相反的二极管并联而 成。
【专利摘要】本实用新型提出了一种适用于收发合置换能器的收发转接电路，包括干端收发转接电路和水下部分电路，干端收发转接电路由二极管组件D1、二极管组件D2、二极管组件D3与L自耦变压器的中间端点串接并与信号变压器配合连接而成，水下部分电路包括换能器，换能器与干端收发转接电路中的L自耦变压器、二极管组件D3串接并与信号变压器配合连接。该电路将与换能器匹配的自耦变压器移至干端收发转接电路，将传统的保护前置电路的限流电阻去掉。该电路与通用的收发转接电路相比，减小了收发转接电路给前置电路带来的噪声，减少了收发转接电路的器件，简化了收发电路与换能器之间的接线，提高了收发电路的集成度。
【IPC分类】H04R3-00
【公开号】CN204334929
【申请号】CN201420835304
【发明人】程何小, 倪东波, 陈海军, 汪明
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一五研究所
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月24日