[發(fā)明專利]一種低頻透地通信接收電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710587517.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107493089A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇;周志宇;安志鴻;丁忠義;鄭歡;李蓓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢船舶通信研究所（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二二研究所）
• 主分類號(hào): H03H11/38
• 分類號(hào): H03H11/38
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,吳歡燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及低頻濾波技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種低頻透地通信接收電路。

背景技術(shù)

透地?zé)o線通信系統(tǒng)以大地為傳輸信道，與其它通信系統(tǒng)相比，因?yàn)橥傅赝ㄐ诺碾姶挪ㄒ诖蟮氐耐翆雍蛶r石層中傳播，大地屬于導(dǎo)電或半導(dǎo)電媒質(zhì)，由電磁波傳輸理論得知，電磁波在導(dǎo)電媒質(zhì)中衰減常數(shù)β及趨膚深度γ的表達(dá)式分別是和其中f是電磁波頻率，μ是傳播介質(zhì)的磁導(dǎo)率，σ是傳播介質(zhì)的電導(dǎo)率，由此可知，電磁波在傳播介質(zhì)中的穿透深度與電磁波頻率f及介質(zhì)的電導(dǎo)率σ密切相關(guān)，電磁波頻率越高，損耗越嚴(yán)重，穿透地層的深度越短。因此透地?zé)o線通信系統(tǒng)所使用的電磁波工作頻率通常選擇在低頻和極低頻頻段，一般為300Hz-2000Hz，但在此頻率范圍內(nèi)，往往存在大量的工頻諧波干擾噪聲。

針對(duì)上述問(wèn)題，在透地通信系統(tǒng)的接收端需要設(shè)置濾波電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行濾波。若采用寬帶帶通濾波器進(jìn)行濾波，則由于帶寬過(guò)大，工頻諧波干擾不能有效濾除，且寬帶帶通濾波器噪聲過(guò)大，難以有效地提取信號(hào)；若采用窄帶帶通濾波器進(jìn)行濾波，由于帶寬過(guò)窄，高Q值濾波器難以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，且由于其中心頻率固定，若要實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻點(diǎn)的通信，則需要多個(gè)窄帶濾波器，電路復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有透地通信系統(tǒng)中接收電路采用普通濾波技術(shù)時(shí)，寬帶濾波噪聲大，且對(duì)工頻諧波干擾濾除效果差；窄帶濾波高Q值難以實(shí)現(xiàn)，且中心頻率固定，通信頻率點(diǎn)受限的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的低頻透地通信接收電路。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種低頻透地通信接收電路，包括：中心頻率可變的窄帶開(kāi)關(guān)電容濾波器電路，以及為所述窄帶開(kāi)關(guān)電容濾波器電路提供時(shí)鐘信號(hào)的數(shù)字DDS時(shí)鐘產(chǎn)生電路；其中，所述窄帶開(kāi)關(guān)電容濾波器電路的3dB帶寬值為所述中心頻率的第一倍數(shù)。

其中，所述中心頻率在300Hz-2000Hz范圍內(nèi)。

其中，所述第一倍數(shù)在3％-5％范圍內(nèi)。

其中，所述窄帶開(kāi)關(guān)電容濾波器電路包括開(kāi)關(guān)電容芯片U1、多個(gè)電阻以及多個(gè)電容；其中，

所述開(kāi)關(guān)電容芯片U1的引腳1與電阻R1連接作為所述窄帶開(kāi)關(guān)電容濾波器電路的輸入端，所述開(kāi)關(guān)電容芯片U1的引腳21與所述數(shù)字DDS時(shí)鐘產(chǎn)生電路的輸出端連接，所述開(kāi)關(guān)電容芯片U1的引腳17作為所述窄帶開(kāi)關(guān)電容濾波器電路的輸出端。

其中，所述數(shù)字DDS時(shí)鐘產(chǎn)生電路包括直接數(shù)字頻率合成器U2、運(yùn)算放大器U3；其中，

所述直接數(shù)字頻率合成器U2的引腳14與所述運(yùn)算放大器U3同相端相連。

其中，所述時(shí)鐘信號(hào)的頻率在75kHz-400kHz范圍內(nèi)，且所述時(shí)鐘信號(hào)頻率為所述中心頻率的第二倍數(shù)。

其中，所述第二倍數(shù)為25、50、100或200。

其中，還包括前置放大濾波電路，所述前置放大濾波電路包括固定增益放大電路和無(wú)源高低通濾波器；其中，

所述固定增益放大器包括運(yùn)算放大器U4，所述無(wú)源高低通濾波器包括無(wú)源高通濾波器和無(wú)源低通濾波器，所述無(wú)源高通濾波器的截止頻率為300Hz，所述無(wú)源低通濾波器的截止頻率為2000Hz。

其中，還包括第一自動(dòng)增益放大濾波電路，所述第一自動(dòng)增益放大濾波電路包括第一可變?cè)鲆娣糯笃鱑5和第一RC低通濾波器；其中，

所述第一可變?cè)鲆娣糯笃鱑5的第一級(jí)最大可控增益量為40dB，所述第一RC低通濾波器的截止頻率為2000Hz。

其中，還包括第二自動(dòng)增益放大濾波電路，所述第二自動(dòng)增益放大濾波電路包括第二可變?cè)鲆娣糯笃鱑6和第二RC低通濾波器；其中，

所述第二可變?cè)鲆娣糯笃鱑6的第二級(jí)最大可控增益量為40dB，所述第二RC低通濾波器的截止頻率為2000Hz。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低頻透地通信接收電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于：

(1)通過(guò)DDS時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供的時(shí)鐘信號(hào)調(diào)節(jié)窄帶可變電容濾波器電路的中心頻率，使得所述接收電路的中心頻率可調(diào)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；

(2)窄帶可變電容濾波器通過(guò)設(shè)置3dB帶寬值和中心頻率之間的第一倍數(shù)的大小可以濾除工作頻率低頻段內(nèi)的工頻諧波干擾信號(hào)，減小高頻段內(nèi)工頻諧波干擾信號(hào)的影響，提高了接收電路輸出的通信信號(hào)的信噪比，且所述窄帶可變電容濾波器電路采用窄帶帶通濾波，使得所述接收電路Q值高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低頻透地通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低頻透地通信接收電路的結(jié)構(gòu)框圖；