自适应放大电路及基于该电路的探鱼仪制造技术

本发明专利技术的自适应放大电路包括一个含有信号输入端的放大单元，并且还包括补偿单元，补偿信号在放大单元的输入端与输入信号相叠加，用于补偿输入信号的衰减部分。具体的，自适应放大电路的放大单元由晶体三极管实现，放大单元还包括偏置电路。这种通过在放大电路的输入端加入一RC串联积分电路，并将电容充电过程中随时间变化的电压信号施加到放大单元的输入端，以改变放大单元的偏压的方式对输入信号衰减的部分进行补偿，实现了简单的硬件电路对随时间衰减的信号的补偿放大；并且在本发明专利技术中还提供了一种采用这种电路的探鱼仪，使本探鱼仪降低对信号处理的芯片的要求，并且硬件形式实现信号补偿的功能使电路性能更加稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于消费类应用电子领域，涉及一种自适应放大电路及基于该自适应放大电路的探鱼仪。
技术介绍
在电子
中，基于半导体放大器的放大电路应用十分普遍。通常，在针对不同的工程问题时会使用不同的放大电路。在众多的需要信号放大的工程问题中，有一类是信号是随时间变化的，而这种变化通常是不希望存在的，采用简单的线性放大器处理此类问题将会对产生的结果产生影响。比如说目前应用与消费类电子领域的超声波探鱼仪，其工作原理是设备向着被探测的区域发射超声波，当超声波遇到鱼群时将会发射回来。为了能够辨别鱼群的大小以及是否为其它障碍物反射了超声波，还需要对回波信号进行如下处理:首先将回波信号转化为电信号，再通过放大电路将电信号放大，然后通过控制单元对放大后的信号进行分析，得出鱼群的大小、方位及距离等参数。其中鱼群的大小是探测的重要目标信息之一，可以通过回波信号的强度来体现，具体为鱼群越大回波信号越强，反之回波信号越弱。但是，超声波在传播的过程中会自然衰减，随着传播距离越远，衰减会越厉害。不难理解，鱼群的远近也会影响到回波信号的强弱。图3中曲线LI所示为探鱼仪接收超声回波的时间与接收到的回波转换成电信号的强度之间的关系，由于所述电信号的强度与超声回波的强度 对应以及接收超声回波的时间与超声波传输的距离一一对应，因此该曲线也可用于表示超声波传播距离与信号强度之间的关系。具体的说，假定障碍物的尺寸等其他条件一定的情况下，超声波传播距离越远，回波信号就越弱。如果采用常规的线性放大器对这种回波信号进行处理将无法根据信号的强度来判断鱼群的大小及远近关系。现有的探鱼仪产品为解决上述问题提出了多种方案。比如说基于超声波传播距离与传播时间有关系并且信号衰减度可测量的理论，有的产品采用了功能较强的处理器芯片，通过对测得的信号结合信号发射及接收的时刻信息进行处理，计算出回波信号在传播距离影响下的衰减值，并根据计算结果对回波信号进行补偿以消除回波信号中的传播距离信息。这种方案的缺点是对处理器的要求较高，而且采用软件计算处理的方式容易受电磁及温度等因素影响。以下提供另一种解决方案:该方案是一种带超声回波放大电路的探鱼器，其放大电路仅针对特定强度的超声回波信号进行放大，通过多次发收超声波实现对特定区域的探测，对于近处待测物体的识别度较差，也就是说单次测量的范围小。进一步分析可以看出，采用这种设备要探测同样的区域并期望得到同样的结果将需要更多的步骤和更长的时间，对于探鱼仪这种自带电源的设备而言，电池的容量将是一个挑战。并且这类设备多为集成电路，故成本较高。
技术实现思路
本专利技术对针对现有技术中类似超声波探鱼仪的回波信号的处理电路存在的设备成本高和/或应用范围小等问题，提出了一种自适应放大电路以及一种基于该电路的探鱼仪。本专利技术的技术方案是:一种自适应放大电路，包括放大单元，所述放大单元包括信号输入端，其特征在于还包括补偿单元，所述补偿单元包括输入端和输出端，所述补偿单元的输入端与电源连接，输出端用于向放大单元输入补偿信号，所述补偿信号在放大单元的输入端与输入信号相叠加，用于补偿输入信号的衰减部分。具体的，上述自适应放大电路的放大单元由晶体三极管实现,所述放大单元还包括偏置电路，所述偏置电路包括:集电极电阻，连接于晶体三极管集电极和电源之间；发射极电阻，连接于晶体三极管发射极与地之间；基极偏压电阻，包括第一电阻和第二电阻，第一电阻连接于补偿单元输出端和晶体三极管基极之间，第二电阻连接于晶体三极管基极和地之间。进一步的，上述补偿单元由RC串联积分电路实现，包括限流电阻和储能电容，其特征在于所述限流电阻一端与电源相连接，另一端与储能电容相连接，储能电容另一端接地，储能电容与限流电阻的公共端为补偿单元的输出端。更进一步的，上述补偿单元还包括启动单元,所述启动单元包括一启动单元限流电阻，所述启动单元限流电阻一端与启动电压连接，另一端与补偿单元的输出端相连接。上述补偿单元还包括启动信号,所述启动信号由启动电压提供，为一与电源电压同时开始的脉冲信号。一种使用上述自适应放大电路的探鱼仪，其特征在于包括信号放大电路，所述信号放大电路包括前级放大单元、中级放大单元和后极放大单元的三极放大单元和偏置单元，所述前级放大单元包括所述自适应放大电路，所述中级放大单元和后极放大单元由线性放大电路实现，所述偏置单元用于为各级放大单元提供偏置电压。具体的，上述中级放大单元和后极放大单元由晶体三极管共射极放大电路实现，各放大单元之间采用电容耦合的方式连接。本专利技术的有益效果在于:本专利技术通过在放大电路的输入端加入一 RC串联积分电路，并将电容充电过程中随时间变化的电压信号施加到放大单元的输入端，以改变放大单元的偏压的方式对输入信号衰减的部分进行补偿，实现了简单的硬件电路对随时间衰减的信号的补偿放大；并且在本专利技术中还提供了一种采用这种电路的探鱼仪，使本探鱼仪降低对信号处理的芯片的要求，为探鱼仪产品的成本控制提供可能，并且硬件形式实现信号补偿的功能使电路性能更加稳定。附图说明图1为本专利技术的自适应放大电路的原理框图；图2为本专利技术的自适应放大电路的一实施例原理图；图3为本专利技术的自适应放大电路的信号补偿原理图；图4为本专利技术的自适应放大电路的启动信号图示；图5为本专利技术的探鱼仪的放大电路原理框图；图6为本专利技术的探鱼仪的放大电路的一实施例原理图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详述。如图1所示，本实施例的一种自适应放大电路包括放大单元和补偿单元，其中放大单元包括信号输入端，补偿单元包括输入端和输出端，补偿单元的输入端与电源连接，输出端用于向放大单元输入补偿信号，并且补偿信号在放大单元的输入端与输入信号相叠力口，用于补偿输入信号的衰减部分。这里所指的补偿信号与输入信号相叠加的叠加方式并不局限于某种方式，比如说可以是直接叠加，也可以是通过各种耦合方式进行叠加。如图2所示，作为上一实施例的另一具体形式，在本实施例中，自适应放大电路的放大单元由晶体三极管Tl实现，该放大单元还包括偏置电路，所述偏置电路包括:集电极电阻R5，连接于晶体三极管Tl集电极和电源IOl之间；发射极电阻R7，连接于晶体三极管Tl发射极与地之间；基极偏压电阻，包括第一电阻R3和第二电阻R6，第一电阻R3连接于补偿单元输出端和晶体三极管Tl基极之间，第二电阻R6连接于晶体三极管Tl基极和地之间。其中，电路的信号放大部分为基本三极管共射放大电路。在以上两个实施例中分别对整个电路及电路中的放大单元提出了具体的实施形式，本实施例将以上述的任一实施例为基础，进一步对补偿单元提出一种具体实现方式，本实施例中的补偿单元由RC串联积分电路实现，包括限流电阻Rl和储能电容Cl，限流电阻Rl的一端与电源IOl相连接，另一端与储能电容Cl相连接，储能电容Cl另一端接地，储能电容Cl与限流电阻Rl的公共端为补偿单元的输出端。在本实施例中，电源IOl为直流供电电源，用于启动电路并为电路提供电源，不难看出，在本实施例的积分电路的输出端输出的电压是随时间逐渐变高的，其变化曲线可由图3中的L2曲线的tl时刻开始的部分表示，只要合理设置限流电阻Rl及储能电容Cl的值，就能使输入信号随时间衰减的部分得到有效补偿。进一步的，本实施例保持上述的补偿单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应放大电路，包括放大单元，所述放大单元包括信号输入端，其特征在于还包括补偿单元，所述补偿单元包括输入端和输出端，所述补偿单元的输入端与外部的电源连接，输出端用于向放大单元输入补偿信号，所述补偿信号在放大单元的输入端与输入信号相叠加，用于补偿输入信号的衰减部分。

【技术特征摘要】
1.一种自适应放大电路，包括放大单元，所述放大单元包括信号输入端，其特征在于还包括补偿单元，所述补偿单元包括输入端和输出端，所述补偿单元的输入端与外部的电源连接，输出端用于向放大单元输入补偿信号，所述补偿信号在放大单元的输入端与输入信号相叠加，用于补偿输入信号的衰减部分。2.根据权利要求1所述的一种自适应放大电路，所述放大单元包括晶体三极管和偏置电路，晶体三极管的基极作为信号输入端，其中，偏置电路包括: 集电极电阻，连接于晶体三极管集电极和电源之间； 发射极电阻，连接于晶体三极管发射极与地之间； 基极偏压电阻，包括第一电阻和第二电阻，第一电阻连接于补偿单元输出端和晶体三极管基极之间，第二电阻连接于晶体三极管基极和地之间。3.根据权利要求2所述的一种自适应放大电路，上述放大单元的偏置电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括滤波电容和滤波电阻，所述滤波电阻连接于电源和集电极电阻之间，所述滤波电容连接于滤波电阻和集电极电阻的公共端与地之间。4.根据权利要求1所述的一种自适应放大电路，其特征在于，所述补偿单元由RC串联积分电路实现，包括限流电阻和储能电容，所述限流电阻一端与电源相连接，另一端与储能电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦海宁，蔡磊，叶茂林，
申请(专利权)人：四川虹视显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：