專利名稱：一種用于處理mfsk水聲通信信號的濾波選頻電路的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及水聲通信領域，尤其是一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路。
背景技術(shù)：
水聲通信是利用聲波在海水媒介中傳輸信息的一種通信方式，水聲信道是最為復雜的信道之一，具有環(huán)境噪聲高，可用的載波頻率和帶寬低等特點。海水媒介極為復雜多變，聲波在傳播過程中媒介對聲能的吸收和波陣面的擴展會導致信號的衰落；此外，海水媒介的不均勻性以及水下存在的大量噪聲干擾，都會使接收到的信號中夾雜著大量的干擾信 號，因此，海洋環(huán)境噪聲和聲波在海水中的傳輸損耗會降低水聲通信中接收信號的信噪比。MFSK (多進制頻移鍵控)調(diào)制方式，是一種常用的水聲通信調(diào)制方式，具有傳輸效率高和可靠性高等優(yōu)點，其工作原理是利用不同的頻率組合來代表不同的數(shù)字信息來進行數(shù)據(jù)傳輸，由于水聲信道可以利用的頻率帶寬非常窄，幾個頻率子帶非?？拷?，甚至會存在頻帶的部分重疊，這樣就會造成幾個頻帶之間的相互干擾而造成碼元的識別錯誤，最終導致水聲通信失敗。

實用新型內(nèi)容針對上述不足，本實用新型提供了一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，其不僅能夠解決水聲通信接收信號信噪比低和幾個頻率子帶非常靠近的問題，而且能夠保證水聲通信的準確性和可靠性。為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，其特征是，包括放大電路、帶通濾波電路和選頻網(wǎng)絡單元；所述放大電路的輸入端與水聲通信接收機的水聲信號輸入端連接，放大電路的輸出端與帶通濾波電路的輸入端連接，所述帶通濾波電路的輸出端與選頻網(wǎng)絡單元的輸入端連接，所述選頻網(wǎng)絡單元的輸出端與水聲接收機的處理器連接；其中，所述放大電路對接收的水聲信號進行放大處理后發(fā)送給帶通濾波電路，所述帶通濾波電路對放大后的水聲信號進行濾波處理，所述選頻網(wǎng)絡單元對濾波處理后的水聲信號的各頻率子帶進行選頻處理，最終輸出有效水聲信號。優(yōu)選地，所述放大電路采用反向比例運算放大電路。優(yōu)選地，所述帶通濾波電路采用無限增益多路負反饋有源二階帶通濾波電路。優(yōu)選地，所述選頻網(wǎng)絡單元包括至少一路高Q值的LC并聯(lián)諧振窄帶選頻電路。本實用新型的有益效果是該濾波選頻電路用在水聲通信的接收機電路中，對水聲通信接收機接收到的MFSK水聲通信信號進行有效的放大、濾波和選頻處理，并且通過帶通濾波及窄帶選頻的功能，提高水聲信號的信噪比，從而克服水聲通信中存在的信號衰減、噪聲干擾及水聲信道可利用帶寬窄的問題，保證只有代表數(shù)字信息的有用水聲信號才能通過并送CPU處理，有助于提高水聲通信的準確性和可靠性。
圖I是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型一實施例的電路示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型的一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，其特征是，包括放大電路、帶通濾波電路和選頻網(wǎng)絡單元；所述放大電路采用反向比例運算放大電路，其輸入端與水聲通信接收機的水聲信號輸入端連接，輸出端與帶通濾波電路的輸入端連接；所述帶通濾波電路采用無限增益多路負反饋有源二階帶通濾波電路，其輸出端與選頻網(wǎng)絡單元的輸入端連接；所述選頻網(wǎng)絡單元包括四路高Q值的LC并聯(lián)諧振窄帶選頻電路的輸出端與水聲接收機的處理器連接。其中，所述放大電路對接收的水聲信號進行放大處理后發(fā)送給帶通濾波電路，所述帶通濾波電路對放大后的水聲信號進行濾波處理，所述選頻網(wǎng)絡單元對濾波處理后的水聲信號的各頻率子帶進行選頻處理，最終輸出有效水聲 信號。圖2是本實用新型采用一路高Q值的LC并聯(lián)諧振窄帶選頻電路的具體實施電路示意圖。如圖2所示，由運算放大器Ul和電阻Rl、R2、R3、R4構(gòu)成反向比例運算放大電路
對接收到的水聲信號進行放大處理，放大倍數(shù)為4/ =-I .再由運算放大器U2和電阻R5、
R6、R7、R8、R9及電容C3、C4、C5構(gòu)成帶通濾波電路對放大后的水聲信號進行濾波處理，濾除
噪聲信號，保證只有帶寬內(nèi)的有效水聲信號才能通過，通頻帶帶寬為:勝=技(* + *)
I~ifl T]一
通帶的中心角頻率為--0O=Jurr每一路選頻網(wǎng)絡電路由高Q(品質(zhì)因數(shù))值
VV l J .
9
可調(diào)電感LI和電容C7，C8構(gòu)成LC窄帶選頻網(wǎng)絡電路，諧振頻率為Z根據(jù)此原
理，根據(jù)多路諧振頻率不同，通過多路選頻網(wǎng)絡對MFSK水聲調(diào)制方式的各頻率子帶進行窄帶選頻處理，從而將代表數(shù)字信息的各頻率子帶區(qū)分開。本實用新型是集信號放大、有源帶通濾波和高Q(品質(zhì)因數(shù))值無源LC窄帶選頻網(wǎng)絡電路于一體的用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路。它采用放大和濾波電路來提高信噪比，采用多路高Q(品質(zhì)因數(shù))值的LC無源選頻網(wǎng)絡，根據(jù)不同的諧振點來區(qū)分幾個非?？拷念l率子帶。水聲通信接收機接收到的信號為微弱信號(毫伏級甚至微伏級)并夾雜著大量的噪聲信號，首先采用反向比例運算放大電路對接收信號進行放大處理，然后采用無限增益多路負反饋有源二階帶通濾波電路對放大后的信號進行濾波處理，確保只有通頻帶內(nèi)的信號才能通過，而通頻帶之外的干擾信號將被抑制和濾除，此時通頻帶之內(nèi)的信號只有代表數(shù)字信息的各頻率子帶。由于通頻帶內(nèi)的各頻點非常靠近，為了防止幾個頻率子帶之間相互干擾而造成碼元識別錯誤，采用多路高Q(品質(zhì)因數(shù))值的LC并聯(lián)諧振窄帶選頻電路對各頻率子帶進行選頻處理，從而將非?？拷母黝l率子帶區(qū)分開，從而保證了用來做后續(xù)處理的信號為有效水聲信號。以上所述只是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，其特征是，包括放大電路、帶通濾波電路和選頻網(wǎng)絡單元；所述放大電路的輸入端與水聲通信接收機的水聲信號輸入端連接，放大電路的輸出端與帶通濾波電路的輸入端連接，所述帶通濾波電路的輸出端與選頻網(wǎng)絡單元的輸入端連接，所述選頻網(wǎng)絡單元的輸出端與水聲接收機的處理器連接； 其中，所述放大電路對接收的水聲信號進行放大處理后發(fā)送給帶通濾波電路，所述帶通濾波電路對放大后的水聲信號進行濾波處理，所述選頻網(wǎng)絡單元對濾波處理后的水聲信號的各頻率子帶進行選頻處理，最終輸出有效水聲信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，其特征是，所述放大電路采用反向比例運算放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，其特征是，所述帶通濾波電路采用無限增益多路負反饋有源二階帶通濾波電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，其特征是，所述選頻網(wǎng)絡單元包括至少一路高Q值的LC并聯(lián)諧振窄帶選頻電路。
專利摘要一種用于處理MFSK水聲通信信號的濾波選頻電路，它包括放大電路、帶通濾波電路和選頻網(wǎng)絡單元；所述放大電路采用反向比例運算放大電路，其輸入端與水聲通信接收機的水聲信號輸入端連接，輸出端與帶通濾波電路的輸入端連接；所述帶通濾波電路采用無限增益多路負反饋有源二階帶通濾波電路，其輸出端與選頻網(wǎng)絡單元的輸入端連接；所述選頻網(wǎng)絡單元包括四路高Q值的LC并聯(lián)諧振窄帶選頻電路的輸出端與水聲接收機的處理器連接。本實用新型能夠?qū)λ曂ㄐ沤邮諜C接收到的MFSK水聲通信信號進行有效的放大、濾波和選頻處理，保證只有代表數(shù)字信息的有用水聲信號才能通過并送CPU處理，從而保證了水聲通信的準確性和可靠性。
文檔編號H04B13/02GK202617097SQ201220170880
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者周玉, 艾長勝 申請人:濟南大學