本發(fā)明涉及聲納技術，具體涉及一種低功耗聲納高度計。

背景技術：

聲納高度計用于uuv、水下滑翔機與潛艇等各類水下航行器，以測量航行器到海底的高度，為避撞與航路決策提供依據(jù)。目前已有的產(chǎn)品，如美國benthos公司的psa-916聲納高度計，存在待機功耗較高的問題，在電池供電的水下無人航行器上使用時，縮短了其工作時間，使得長航時水下工作的要求難以達到。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種低功耗聲納高度計，能夠根據(jù)其使用需求，實現(xiàn)待機狀態(tài)、斷電狀態(tài)或工作狀態(tài)，進而減小功耗。

本發(fā)明的技術方案為：一種低功耗聲納高度計，包括控制電源模塊、232通信模塊、msp430型單片機、開關電路、發(fā)射模塊、接收模塊和收發(fā)合置換能器。

控制電源模塊接收外部輸入的電源信號和電源控制信號；控制電源模塊在電源控制信號的控制下，輸出3.3v電源為232通信模塊和msp430型單片機供電。

232通信模塊與外部進行通信，同時與單片機進行串口通信，232通信模塊接收到外部的控制指令，將該控制指令發(fā)至單片機，以控制單片機進行開關控制、信號發(fā)射、接收以及處理；232通信模塊接收單片機發(fā)來的開關控制信號，在該開關控制信號的控制下實現(xiàn)打開和關斷。

msp430型單片機產(chǎn)生發(fā)射脈沖信號發(fā)至發(fā)射模塊，同時單片機能夠接收接收機發(fā)來的回波信號，單片機對回波信號進行采樣，形成數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行處理計算獲得高度結果，并將高度結果通過232通信模塊輸出；單片機向232通信模塊和開關電路發(fā)送開關控制信號，以控制二者開關。

開關電路接收外部電源的輸入，開關電路的電源輸出端分別連接至發(fā)射模塊和接收模塊，用于控制發(fā)射模塊和接收模塊的電源的通斷。

收發(fā)合置換能器一方面將發(fā)射模塊發(fā)出的發(fā)射信號進行電能-聲能的轉換，并將聲信號輻射至水中，另一方面接收水中的回波聲信號轉換為回波電信號發(fā)送至接收模塊。

進一步地，當聲納高度計需要待機狀態(tài)時，為控制電源電路上電，并通過232通信模塊給msp430型單片機發(fā)送斷電指令，由msp430型單片機控制開關電路和232通信模塊斷電。

進一步地，控制電源模塊，與msp430型單片機的第10管腳和第64管腳連接，控制電源模塊由max16903saue33/v+和外圍電阻、電容和電感構成。

其中，max16903saue33/v+的bst端口通過電容c8與電感l(wèi)1的一端連接，電感l(wèi)1的該端進一步與max16903saue33/v+的2個lx端口連接；電感l(wèi)1的另一端作為3.3v電壓輸出端，用于給232通信模塊和msp430型單片機供電；的電感l(wèi)1的另一端一方面通過電容c9與max16903saue33/v+的2個電源地pgdn端口連接、另一方面直接與max16903saue33/v+的outs端口連接，max16903saue33/v+的2個電源地pgdn端口直接連接電源地pgnd；max16903saue33/v+的兩個sup端口并聯(lián)后，一方面接收來自外部控制中心的電源信號power+，另一方面還通過電容c7與電源地pgnd連接；max16903saue33/v+的en端口通過電阻r12與控制中心連接，用于接收來自外部控制中心的電源控制信號power_ctrl；在控制中心和電阻r12之間，通過電阻r13與數(shù)字地gnd連接；max16903saue33/v+的pgood端口通過電阻r14以及電容c6接入數(shù)字地gnd，max16903saue33/v+的bias端口直接通過電容c6接入數(shù)字地gnd；max16903saue33/v+的sync端口和gnd端口都接入數(shù)字地gnd，max16903saue33/v+的3個nc端口均懸空。

進一步地，232通信模塊，分別與msp430型單片機的第34管腳和第35管腳和控制電源的電壓輸出端連接。

進一步地，發(fā)射模塊包括用于實現(xiàn)供電的第一dc/dc模塊、以及強弱信號隔離電路、第一功率驅動電路、第二功率驅動電路和變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊；第一功率驅動電路和第二功率驅動電路與強弱信號隔離電路的輸出端連接，第一功率驅動電路和第二功率驅動電路與變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊的輸入端連接。

第一dc/dc模塊與開關電路連接；強弱信號隔離電路的輸入端與msp430型單片機的輸出端口連接；變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊的輸出端與收發(fā)合置換能器的輸入端連接。

進一步地，第一功率驅動電路和第二功率驅動電路均采用驅動芯片ir21844；對于第一功率驅動電路中的的驅動芯片ir21844：第12引腳即ho端口通過27歐姆的電阻r2與功率管d2的柵極連接；在電阻r2兩端，并聯(lián)二極管v2；功率管d2的漏極接24v電源，功率管d2的源極引出輸出正極out+，在功率管d2的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r4和電容c5；引腳6即lo端口通過27歐姆的電阻r3與功率管d3的柵極連接；在電阻r3兩端，并聯(lián)二極管v3；功率管d3的漏極接out+，功率管d3的源極接地，在功率管d3的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r5和電容c6；引腳11即vs端口接out+，且與引腳13即vb端口之間，通過電容c3連通；引腳5即com端口與地連接；引腳7即vcc端口連接12v的工作電壓，引腳7即vcc端口和12v工作電壓之間，分別通過電容c4與引腳5即com端口連接，通過二極管v1與引腳13即vb端口連接；引腳7即vcc端口和12v工作電壓之間，還并聯(lián)有電容c1和電容c2；電容c1和電容c2的公共端，與引腳3即vss端口連接；電容c1和電容c2的公共端與地連接；電容c1和電容c2的公共端還通過電阻r1和引腳4即dt端口連接；引腳1即in1端口和引腳2sd端口分別與強弱電信號隔離電路的fs1輸出端口和sd輸出端口連接。

對于第二功率驅動電路中的的驅動芯片ir21844：第12引腳即ho端口通過27歐姆的電阻r7與功率管d4的柵極連接；在電阻r7兩端，并聯(lián)二極管v5；功率管d4的漏極接24v電源，功率管d4的源極引出輸出負極out-，在功率管d4的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r9和電容c17；引腳6即lo端口通過27歐姆的電阻r8與功率管d5的柵極連接；在電阻r8兩端，并聯(lián)二極管v6；功率管d5的漏極接out-，功率管d5的源極接地，在功率管d5的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r10和電容c18；引腳11即vs端口接out-，且與引腳13即vb端口之間，通過電容c15連通；引腳5即com端口)與地連接；引腳7即vcc端口連接12v的工作電壓，引腳7即vcc端口和12v工作電壓之間，分別通過電容c16與引腳5即com端口連接，通過二極管v4與引腳13即vb端口連接；引腳7即vcc端口和12v工作電壓之間，還并聯(lián)有電容c13和電容c14；電容c13和電容c14公共端，與引腳3即vss端口連接；電容c13和電容c14的公共端與地連接；電容c13和電容c14的公共端還通過電阻r6和引腳4即dt端口連接；引腳1即in2端口和引腳2即sd端口分別與強弱電信號隔離電路的fs2輸出端口和sd輸出端口連接。

進一步地，接收模塊包括用于為發(fā)射模塊供電的第二dc/dc模塊，以及依次連接的前級輸入保護及放大模塊和濾波放大及程控增益控制電路。

第二dc/dc模塊與開關電路連接。

前級輸入保護及放大模塊的輸入端與收發(fā)合置換能器的輸出端連接。

濾波放大及程控增益控制電路的輸出端與msp430型單片機的p6.0端口連接。

進一步地，前級輸入保護及放大模塊主要由運算放大器u1、外圍電阻和電容構成；

其中，運算放大器u1的同相輸入端通過電阻r18與收發(fā)合置換能器的輸出端口相連，的同相端還通過電阻r19與地連接；運算放大器u1的同相輸入端通過一對并聯(lián)反接的tvs二極管接地；

運算放大器u1的反相輸入端通過串聯(lián)的電阻r20及r21連地，r20和r21的公共端通過電阻r22與運算放大器輸出端連接；運算放大器輸出端通過隔直電容c19把信號輸出至濾波放大及程控增益控制電路的輸入端；運算放大器u1的電源輸入端分別接入+5v和-5v電源。

進一步地，開關電路，與msp430型單片機的第49管腳連接；開關電路由第一三極管bd652、第二三極管bc847t和外圍電阻構成；msp430型單片機通過電阻r8與三極管bc847t的基極連接，用于接收由msp430型單片機發(fā)送的控制電壓poweron指令；第二三極管bc847t的發(fā)射極與gnd連接，第二三極管bc847t的發(fā)射極還通過電阻r11與第一三極管bd652的集電極連接；第一三極管bd652的集電極和電阻r11的公共端分別與發(fā)射模塊和接收模塊的dc/dc模塊連接；用于為發(fā)射模塊和接收模塊供電；第二三極管bc847t的集電極通過電阻r9與控制中心相連，用于獲得由控制中心提供的工作電壓power+；三極管bc847t的集電極還通過電阻r10與第一三極管bd652的基極連接；第一三極管bd652的發(fā)射極與控制中心相連，用于獲得由控制中心提供的工作電壓power+。

有益效果：

首先，當聲納高度計需要待機狀態(tài)時，為控制電源電路上電，并通過232通信模塊給msp430型單片機發(fā)送斷電指令，由msp430型單片機控制開關電路和232通信模塊斷電，實現(xiàn)了主動控制聲納高度計待機時的斷電，此時功耗較低，聲納高度計能夠長時間待機，滿足了長航時水下工作的需要。

其次，發(fā)射模塊配置的前級輸入保護及放大模塊具有過載保護功能；在輸入脈沖寬度超過安全閾值時自動關閉，以保護發(fā)射模塊不被燒壞。接收模塊輸入端并聯(lián)連接tvs二極管，結合發(fā)射模塊收發(fā)轉換電路，以防止發(fā)射模塊工作時接收模塊輸入端器件在高電壓下?lián)p壞。

最后，單片機的采樣率遠小于信號頻率，且采樣頻率不整除信號頻率，降低了信號處理的運算量，使得在單片機上就可以完成信號的實時檢測，不需要功耗較大的dsp芯片。且海底回波檢測采用幅度門限加寬度門限的判斷條件，有效排除尖脈沖干擾。

附圖說明

圖1為高度計系統(tǒng)組成；

圖2為控制電源電路；

圖3為開關電路；

圖4為發(fā)射模塊中的功率驅動電路；

圖5為接收射模塊中的前級輸入保護及放大電路；

圖6為海底回波波形；

圖7為海底回波的過門限檢測。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。

本發(fā)明提供了一種低功耗聲納高度計，如圖1所示，包括控制電源模塊、232通信模塊、msp430型單片機、開關電路、發(fā)射模塊、接收模塊和收發(fā)合置換能器。

控制電源模塊接收外部輸入的電源信號和電源控制信號；控制電源模塊在電源控制信號的控制下，輸出3.3v電源為232通信模塊和msp430型單片機供電。

232通信模塊與外部進行通信，同時與單片機進行串口通信，232通信模塊接收到外部的控制指令，將該控制指令發(fā)至單片機，以控制單片機進行開關控制、信號發(fā)射、接收以及處理；232通信模塊接收單片機發(fā)來的開關控制信號，在該開關控制信號的控制下實現(xiàn)打開和關斷。

msp430型單片機產(chǎn)生發(fā)射脈沖信號發(fā)至發(fā)射模塊，同時單片機能夠接收接收機發(fā)來的回波信號，單片機對回波信號進行采樣，形成數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行處理計算獲得高度結果，并將高度結果通過232通信模塊輸出；單片機向232通信模塊和開關電路發(fā)送開關控制信號，以控制二者開關。

開關電路接收外部電源的輸入，開關電路的電源輸出端分別連接至發(fā)射模塊和接收模塊，用于控制發(fā)射模塊和接收模塊的電源的通斷。

換能器一方面將發(fā)射模塊發(fā)出的發(fā)射信號進行電能-聲能的轉換，并將聲信號輻射至水中，另一方面接收水中的回波聲信號轉換為回波電信號發(fā)送至接收模塊。

當聲納高度計需要待機狀態(tài)時，為控制電源電路上電，并通過232通信模塊給msp430型單片機發(fā)送斷電指令，由msp430型單片機控制開關電路和232通信模塊斷電。

如圖4所示，發(fā)射模塊包括用于為發(fā)射模塊供電的第一dc/dc模塊，以及強弱信號隔離電路、第一功率驅動電路、第二功率驅動電路和變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊；第一功率驅動電路和第二功率驅動電路與強弱信號隔離電路的輸出端連接，第一功率驅動電路和第二功率驅動電路與變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊的輸入端連接；

其中，第一dc/dc模塊，與開關電路的電阻r17和達林頓管bd652的集電極的公共端連接，用于實現(xiàn)對發(fā)射模塊的供電。

強弱信號隔離電路的輸入端分別與單片機的輸出端口p1.2、輸出端口p1.3和輸出端口p1.1連接，用于接收來自單片機發(fā)送的發(fā)射信號fs1、發(fā)射信號fs2及包絡信號sd。

變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊的輸出端與收發(fā)合置換能器的輸入端連接，用于驅動收發(fā)合置換能器。

上述的第一dc/dc模塊、強弱信號隔離電路和變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊的電路為現(xiàn)有技術，不做過多介紹。

第一功率驅動電路和第二功率驅動電路均采用國際整流公司的驅動芯片ir21844。該芯片的工作電壓范圍為+5v～+25v；兩個驅動端ho和lo的最大輸出電流可以達到2a。

對于第一功率驅動電路中的的驅動芯片ir21844，其各引腳的連接關系如下：第12引腳(ho端口)通過27歐姆的電阻r2與功率管d2的柵極連接；在電阻r2兩端，并聯(lián)二極管v2；功率管d2的漏極接24v電源，功率管d2的源極接out+，在功率管d2的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r4和電容c5；引腳6(lo端口)通過27歐姆的電阻r3與功率管d3的柵極連接；在電阻r3兩端，并聯(lián)二極管v3。功率管d3的漏極引出輸出正極out+，功率管d3的源極接地，在功率管d3的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r5和電容c6；引腳11(vs端口)接out+，且與引腳13(vb端口)之間，通過電容c3連通；引腳5(com端口)與地連接；引腳7(vcc端口)連接12v的工作電壓，引腳7(vcc端口)和12v工作電壓之間，分別通過電容c4與引腳5(com端口)連接，通過二極管v1與引腳13(vb端口)連接；引腳7(vcc端口)和12v工作電壓之間，還并聯(lián)有電容c1和電容c2；電容c1和電容c2的公共端，與引腳3(vss端口)連接；電容c1和電容c2的公共端與地連接；電容c1和電容c2的公共端還通過電阻r1和引腳4(dt端口)連接；引腳1(in1端口)和引腳2(sd端口)分別與強弱電信號隔離電路的fs1輸出端口和sd輸出端口連接。

對于第二功率驅動電路中的的驅動芯片ir21844，其各引腳的連接關系如下：第12引腳(ho端口)通過27歐姆的電阻r7與功率管d4的柵極連接；在電阻r7兩端，并聯(lián)二極管v5；功率管d4的漏極接24v電源，功率管d4的源極引出輸出負極out-，在功率管d4的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r9和電容c17；引腳6(lo端口)通過27歐姆的電阻r8與功率管d5的柵極連接；在電阻r8兩端，并聯(lián)二極管v6。功率管d5的漏極接out-，功率管d5的源極接地，在功率管d5的漏極和源極之間，并聯(lián)電阻r10和電容c18；引腳11(vs端口)接out-，且與引腳13(vb端口)之間，通過電容c15連通；引腳5(com端口)與地連接；引腳7(vcc端口)連接12v的工作電壓，引腳7(vcc端口)和12v工作電壓之間，分別通過電容c16與引腳5(com端口)連接，通過二極管v4與引腳13(vb端口)連接；引腳7(vcc端口)和12v工作電壓之間，還并聯(lián)有電容c13和電容c14；電容c13和電容c14公共端，與引腳3(vss端口)連接；電容c13和電容c14的公共端與地連接；電容c13和電容c14的公共端還通過電阻r6和引腳4(dt端口)連接；引腳1(in2端口)和引腳2(sd端口)分別與強弱電信號隔離電路的fs2輸出端口和sd輸出端口連接。

第一功率驅動電路的out+與變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊的正向輸入端連接；第二功率驅動電路的out-與變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊的反向輸入端連接；

如圖5所示，接收模塊包括用于為發(fā)射模塊供電的第二dc/dc模塊，以及依次連接的前級輸入保護及放大模塊和濾波放大及程控增益控制電路；

其中，第二dc/dc模塊，與開關電路的電阻r17和第一三極管bd652的集電極的公共端連接，用于實現(xiàn)對接收模塊的供電。

濾波放大及程控增益控制電路的輸出端，與單片機的p6.0端口連接，用于實現(xiàn)單片機對回波信號的低頻率采樣。

上述的第二dc/dc模塊和濾波放大及程控增益控制電路為現(xiàn)有技術，不做過多介紹；

前級輸入保護及放大模塊主要完成對來自收發(fā)合置換能器的模擬小信號的一級放大及輸入保護功能。如圖5所示，運算放大器u1的同相輸入端通過電阻r18與收發(fā)合置換能器的輸出端口相連，的同相端還通過電阻r19與地連接。由于收發(fā)合置換能器發(fā)送至前級輸入保護及放大模塊的信號的電壓是高能信號，為了避免毀傷發(fā)射模塊，運算放大器u1的同相輸入端通過一對并聯(lián)反接的tvs二極管接地。

運算放大器u1的反相輸入端通過串聯(lián)的電阻r20、r21與地連接，r20、r21的公共端通過電阻r22與運算放大器輸出端連接。運算放大器輸出端通過隔直電容c19把信號輸出至濾波放大及程控增益控制電路的輸入端。運算放大器u1的電源輸入端分別接入+5v和-5v電源。

如圖2所示，控制電源電路，與單片機的10、64腳管腳連接。主要由max16903saue33/v+和一些外圍電阻、電容、電感構成。引腳1(bst端口)通過電容c8與電感l(wèi)1的一端連接，電感l(wèi)1的一端還與引腳4(lx端口)、引腳5(lx端口)連接；電感l(wèi)1的另一端作為3.3v電壓輸出端，用于給232通信模塊和單片機供電。的電感l(wèi)1的另一端還通過電容c9與引腳6(pgdn端口)、引腳7(pgdn端口)連接，的電感l(wèi)1的另一端還與引腳8(outs端口)連接。引腳2(sup端口)、引腳3(sup端口)并聯(lián)，與控制中心連接，用于接收來自控制中心提供的工作電壓power+，同時通過電容c10與電源地pgnd連接。引腳15(en端口)通過電阻r12與控制中心連接，用于接收來自控制中心的power_ctrl指令；在控制中心和電阻r12之間，通過電阻r13與數(shù)字地gnd連接。引腳11(pgood端口)通過電阻r11與引腳13(bias端口)連接，引腳13(bias端口)還通過電容c6與數(shù)字地gnd連接。引腳12(sync端口)和引腳14(gnd端口)都與數(shù)字地gnd連接，引腳16(nc端口)、引腳10(nc端口)和引腳9(nc端口)懸空。

232通信模塊，分別與單片機的34、35管腳和控制電源的電壓輸出端連接；

如圖3所示，開關電路，與單片機的49管腳連接。由第一三極管bd652(v5)、第二三極管bc847t(v4)和外圍電阻構成。單片機通過電阻r8與第二三極管bc847t的基極連接，用于接收由單片機發(fā)送的控制電壓poweron指令；第二三極管bc847t的發(fā)射極與gnd連接，第二三極管bc847t的發(fā)射極還通過電阻r11與達林頓管bd652的集電極連接；第一三極管bd652的集電極和電阻r11的公共端分別與發(fā)射模塊和接收模塊的第一dc/dc模塊和第二dc/dc模塊連接；用于為發(fā)射模塊和接收模塊供電。三極管bc847t的集電極通過電阻r9與控制中心相連，用于獲得由控制中心提供的工作電壓power+；第二三極管bc847t的集電極還通過電阻r10與第一三極管bd652的基極連接。第一三極管bd652的發(fā)射極與控制中心相連，用于獲得由控制中心提供的工作電壓power+。

工作原理：

如圖6所示，當在聲納高度計不需要工作時，控制開關電路和控制電源電路斷電；此時，聲納高度計處于休眠狀態(tài)，功耗為零。

當聲納高度計需要待機狀態(tài)時，為控制電源電路上電，此時，控制電源電路將接收到的工作電壓power+轉換為適合232通信模塊和單片機工作的3.3v工作電壓，并為232通信模塊和單片機供電?？刂浦行耐ㄟ^232通信模塊給msp430型單片機發(fā)送斷電指令，實現(xiàn)對開關電路的斷電控制；此時，聲納高度計處于待機狀態(tài)，功耗為工作時的十分之一。

當聲納高度計需要工作時，控制控制電源電路上電，此時，控制電源電路將接收到的工作電壓power+轉換為適合232通信模塊和單片機工作的3.3v工作電壓，并為232通信模塊和單片機供電?？刂浦行耐ㄟ^232通信模塊給msp430型單片機發(fā)送上電指令，進而激活處于休眠狀態(tài)的單片機，實現(xiàn)對開關電路的上電控制；同時還通過232通信模塊給單片機發(fā)送開始工作指令，使高度計進入工作模式；

此時，單片機的p5.5端口(第49腳，poweron)為高電平；由于單片機的p5.5端口與開關電路輸入端電阻r8相連，所以，單片機發(fā)送poweron指令至開關電路，控制開關電路工作。此時開關電路的三極管v4的集電極為低電平，三極管v5的基極和發(fā)射極之間有大于1v的壓差，三極管v5的集電極和發(fā)射極之間飽和導通，導通壓降極低，此時開關電路的u1端口輸出電壓+24v，且該電壓與控制中心的工作電壓power+電壓接近，開關電路輸出電壓u1，并分別供給接收模塊和發(fā)射模塊的dc/dc模塊，實現(xiàn)對接收模塊和發(fā)射模塊的供電。

同時，在單片機激活后，產(chǎn)生具有一定頻率、脈寬和周期的發(fā)射信號fs1、發(fā)射信號fs2及包絡信號sd，單片機輸出端口p1.2、輸出端口p1.3和輸出端口p1.1將分別產(chǎn)生的發(fā)射信號fs1、發(fā)射信號fs2及包絡信號sd發(fā)送給發(fā)射模塊的強弱信號隔離電路，強弱信號隔離電路輸出信號in1、信號in2及控制信號sd，強弱信號隔離電路輸出信號in1和控制信號sd連接第一功率驅動電路的管腳1和管腳2；信號in1及控制信號sd通過第一功率驅動電路，對應的產(chǎn)生兩個輸出驅動信號ho1和驅動信號lo1，驅動信號ho1與信號in1相位相同，驅動信號lo1與控制信號sd相位相反。驅動信號ho1作為功率管d2的輸入信號，驅動信號lo1作為功率管d3的輸入信號，輸出out+。

強弱信號隔離電路輸出信號in2和控制信號sd連接第二功率驅動電路的管腳1和管腳2；信號in2及控制信號sd通過功率驅動電路，對應的產(chǎn)生兩個輸出驅動信號ho2和驅動信號lo2，驅動信號ho2與信號in2相位相同，驅動信號lo2與控制信號sd相位相反。驅動信號ho2作為功率管d2的輸入信號，驅動信號lo2作為功率管d3的輸入信號，輸出out-。

同時，由于控制信號sd是高電平有效，給入的sd信號應該是與包絡同步或者比包絡窄的電平信號。這樣的好處是在輸入信號沒有關閉的情況下，可以通過控制sd信號強制關閉輸出信號，避免功率管長時間導通，燒毀功率管。

發(fā)射模塊的第一功率驅動電路和第二功率驅動電路輸出out+信號和out-信號后，輸出至變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊，信號通過變壓器及寬帶網(wǎng)絡匹配模塊輸出端接至收發(fā)合置換能器的輸入端，驅動收發(fā)合置換能器向水中發(fā)射聲波。收發(fā)合置換能器并接收海底回波，把電信號通過接收模塊的in端口輸入至前級輸入保護及放大模塊，由于收發(fā)合置換能器輸出的電信號為高壓信號，故將該高壓信號通過r18和r19進行初分壓，分壓后的電壓由一對反向并聯(lián)tvs管進行嵌位，嵌位后的電壓不高于0.6v，有效防止了高壓對前級運算放大器的損壞。前級輸入保護及放大模塊的輸出端接入濾波放大及程控增益控制電路的輸入端，進行進一步濾波放大，之后輸出至單片機。單片機進行低頻率采樣。單片機中的檢控軟件對海底回波進行幅度與寬度門限比較，判決是否檢測到海底以及到海底的高度，并把結果提供232通信模塊輸出給水下航行器指控中心。完成整個高度測量過程。

其中，單片機對海底回波的檢測設計為現(xiàn)有技術，現(xiàn)進行簡單介紹：

如圖7所示，是試驗中實測的海底回波，設定信號頻率與采樣頻率的比值是15.3846。

a)對圖7所示的采樣序列x(n)取絕對值，得到序列y(n)；

b)對y(n)進行α濾波，獲得包絡z(n)。z(n)根據(jù)下式計算：

z(n)＝z(n-1)+α[y(n-1)-z(n-1)]

其中，n＝1,…,n-1，n為信號長度，α取0-1之間的值，α越小，輸出包絡越平滑。

c)把z(n)與幅度門限比較，連續(xù)過門限點數(shù)再與寬度門限比較，判斷是否有海底回波輸出，當在寬度門限之內時，判斷有海底回波輸出，則以第1個過門限點對應時刻為回波到達時刻；執(zhí)行步驟d；幅度門限一般取背景的2倍以上，寬度門限一般取發(fā)射脈沖寬度的0.5倍到3倍之間。如果沒有海底回波輸出，則說明超過本聲納高度計的量程范圍，此時，則通過232通信模塊向控制中心發(fā)送無法獲得高度的信息；

d)回波達到時刻與信號發(fā)射時刻之差除以2，再乘以聲速，得到海底距離，并發(fā)送至控制中心。

采用檢控軟件輸出的檢波包絡與門限比較，回波前沿118ms，按聲速1500m/s計，輸出高度為88.5m，與實際情況一致。

以上運算計算量很小，使單片機能以較低功耗完成計算任務。

綜上，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。