深海浮標(biāo)式水下監(jiān)聽(tīng)裝置電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　放大電路

　　放大器使用的是TI公司的TLC277[3]精密雙運(yùn)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(shù)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?yàn)楸ㄑb置爆炸分離的深度不同，換能器接受的電壓信號(hào)就會(huì)有差異，具體關(guān)系見(jiàn)下式：

　　其中：mV為換能器輸出電壓值α;M0為換能器的靈密度;mPa為1平方米上的壓力;TL為聲信號(hào)在水中的衰減;r為爆炸裝置分離時(shí)的距離; 為海況系數(shù)。

　　與此可見(jiàn)，爆炸裝置爆炸分離時(shí)的距離越遠(yuǎn)聲信號(hào)的衰減越大，接收到的電信號(hào)也就越小。所以，我們將放大器的放大倍數(shù)設(shè)為兩個(gè)級(jí)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(shù)的選擇可以通過(guò)電路板上的短路塊實(shí)現(xiàn)前放TLC272(U3)的放大倍數(shù)25倍或300倍可通過(guò)J1短接塊實(shí)現(xiàn)，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(hào)變換為頻率為1kHz人耳能聽(tīng)到的信號(hào)。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(xiàn)。具體計(jì)算如下：

　　R18=(2×10⁹)/(f₀ ×Holp)×(Rx/Ry)

　　R19=Q(2×10⁹)/f₀×(Rx/Ry)

　　R20=R21+R22-5KΩ

　　R21+R22=2×10⁹/f₀

　　其中：f₀為帶通濾波的中心頻率;Q為品質(zhì)因素;Holp為放大系數(shù);Rx/Ry=1/5