[發明專利]自適應放大電路及基于該電路的探魚儀

有效

• 申請號: 201310039318.6
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103151988A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 秦海寧;蔡磊;葉茂林
• 申請（專利權）人: 四川虹視顯示技術有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;G01S15/96
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于消費類應用電子領域，涉及一種自適應放大電路及基于該自適應放大電路的探魚儀。

背景技術

在電子技術領域中，基于半導體放大器的放大電路應用十分普遍。通常，在針對不同的工程問題時會使用不同的放大電路。在眾多的需要信號放大的工程問題中，有一類是信號是隨時間變化的，而這種變化通常是不希望存在的，采用簡單的線性放大器處理此類問題將會對產生的結果產生影響。

比如說目前應用與消費類電子領域的超聲波探魚儀，其工作原理是設備向著被探測的區域發射超聲波，當超聲波遇到魚群時將會發射回來。為了能夠辨別魚群的大小以及是否為其它障礙物反射了超聲波，還需要對回波信號進行如下處理：首先將回波信號轉化為電信號，再通過放大電路將電信號放大，然后通過控制單元對放大后的信號進行分析，得出魚群的大小、方位及距離等參數。其中魚群的大小是探測的重要目標信息之一，可以通過回波信號的強度來體現，具體為魚群越大回波信號越強，反之回波信號越弱。但是，超聲波在傳播的過程中會自然衰減，隨著傳播距離越遠，衰減會越厲害。不難理解，魚群的遠近也會影響到回波信號的強弱。圖3中曲線L1所示為探魚儀接收超聲回波的時間與接收到的回波轉換成電信號的強度之間的關系，由于所述電信號的強度與超聲回波的強度一一對應以及接收超聲回波的時間與超聲波傳輸的距離一一對應，因此該曲線也可用于表示超聲波傳播距離與信號強度之間的關系。具體的說，假定障礙物的尺寸等其他條件一定的情況下，超聲波傳播距離越遠，回波信號就越弱。如果采用常規的線性放大器對這種回波信號進行處理將無法根據信號的強度來判斷魚群的大小及遠近關系。

現有的探魚儀產品為解決上述問題提出了多種方案。比如說基于超聲波傳播距離與傳播時間有關系并且信號衰減度可測量的理論，有的產品采用了功能較強的處理器芯片，通過對測得的信號結合信號發射及接收的時刻信息進行處理，計算出回波信號在傳播距離影響下的衰減值，并根據計算結果對回波信號進行補償以消除回波信號中的傳播距離信息。這種方案的缺點是對處理器的要求較高，而且采用軟件計算處理的方式容易受電磁及溫度等因素影響。以下提供另一種解決方案：該方案是一種帶超聲回波放大電路的探魚器，其放大電路僅針對特定強度的超聲回波信號進行放大，通過多次發收超聲波實現對特定區域的探測，對于近處待測物體的識別度較差，也就是說單次測量的范圍小。進一步分析可以看出，采用這種設備要探測同樣的區域并期望得到同樣的結果將需要更多的步驟和更長的時間，對于探魚儀這種自帶電源的設備而言，電池的容量將是一個挑戰。并且這類設備多為集成電路，故成本較高。

發明內容

本發明對針對現有技術中類似超聲波探魚儀的回波信號的處理電路存在的設備成本高和/或應用范圍小等問題，提出了一種自適應放大電路以及一種基于該電路的探魚儀。

本發明的技術方案是：一種自適應放大電路，包括放大單元，所述放大單元包括信號輸入端，其特征在于還包括補償單元，所述補償單元包括輸入端和輸出端，所述補償單元的輸入端與電源連接，輸出端用于向放大單元輸入補償信號，所述補償信號在放大單元的輸入端與輸入信號相疊加，用于補償輸入信號的衰減部分。

具體的，上述自適應放大電路的放大單元由晶體三極管實現，所述放大單元還包括偏置電路，所述偏置電路包括：

集電極電阻，連接于晶體三極管集電極和電源之間；

發射極電阻，連接于晶體三極管發射極與地之間；

基極偏壓電阻，包括第一電阻和第二電阻，第一電阻連接于補償單元輸出端和晶體三極管基極之間，第二電阻連接于晶體三極管基極和地之間。

進一步的，上述補償單元由RC串聯積分電路實現，包括限流電阻和儲能電容，其特征在于所述限流電阻一端與電源相連接，另一端與儲能電容相連接，儲能電容另一端接地，儲能電容與限流電阻的公共端為補償單元的輸出端。

更進一步的，上述補償單元還包括啟動單元，所述啟動單元包括一啟動單元限流電阻，所述啟動單元限流電阻一端與啟動電壓連接，另一端與補償單元的輸出端相連接。

上述補償單元還包括啟動信號，所述啟動信號由啟動電壓提供，為一與電源電壓同時開始的脈沖信號。

一種使用上述自適應放大電路的探魚儀，其特征在于包括信號放大電路，所述信號放大電路包括前級放大單元、中級放大單元和后極放大單元的三極放大單元和偏置單元，所述前級放大單元包括所述自適應放大電路，所述中級放大單元和后極放大單元由線性放大電路實現，所述偏置單元用于為各級放大單元提供偏置電壓。