深海浮標式水下監聽(tīng)裝置電路系統的設計
放大電路
放大器使用的是TI公司的TLC277[3]精密雙運放放大器。由于爆炸裝置可能在水下100m,200m,300m,400m及400m以上進(jìn)行爆炸分離,爆炸裝置在不同深度上發(fā)出不同的個(gè)數的聲脈沖,用以判斷爆炸裝置的爆炸分離的深度,具體關(guān)系見(jiàn)表1。因為爆炸裝置爆炸分離的深度不同,換能器接受的電壓信號就會(huì )有差異,具體關(guān)系見(jiàn)下式:
其中:為換能器輸出電壓值α;M0為換能器的靈密度;
為1平方米上的壓力;TL為聲信號在水中的衰減;r為爆炸裝置分離時(shí)的距離;
為海況系數。
與此可見(jiàn),爆炸裝置爆炸分離時(shí)的距離越遠聲信號的衰減越大,接收到的電信號也就越小。所以,我們將放大器的放大倍數設為兩個(gè)級別25倍和300倍,25倍用于爆炸裝置處于400米以上,300倍用于爆炸裝置處于400米以下。放大倍數的選擇可以通過(guò)電路板上的短路塊實(shí)現前放TLC272(U3)的放大倍數25倍或300倍可通過(guò)J1短接塊實(shí)現,1和2 短接則放大25倍;2和3短接則放大300倍。放大電路見(jiàn)圖3。
頻率變換合成電路
頻率變換合成電路是將頻率為25kHz左右人耳聽(tīng)不到的爆炸噪聲信號變換為頻率為1kHz人耳能聽(tīng)到的信號。其中25kHz的帶通濾波器選用的是MAXIM公司的MAX275AEPP[2] ,濾波頻率可以通過(guò)外面的4個(gè)電阻來(lái)實(shí)現。具體計算如下:

其中:為帶通濾波的中心頻率;Q為品質(zhì)因素;Holp為放大系數;
濾波電路示于圖4。1kHz頻率的信號通過(guò)555定時(shí)器的單穩電路和震蕩電路得到。合成器是通過(guò)TLC277將頻率進(jìn)行疊加。
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