技术摘要：
本发明提供了一种换能器接收的中频超声波信号处理应用系统，包括：信号采样电路、一级信号放大电路、二级信号带通滤波放大电路、三级信号带通滤波放大电路和四级RF功率检波电路；所述信号采样电路的输出端与所述一级信号放大电路输入端相连；所述一级信号放大电路的输  全部
背景技术：
现有技术大部分都是采用大带宽、高精度、超高速采样的ADC芯片处理信号，高性 能ADC芯片其外围电路也较为复杂，对于中频信号在电路板上的走线和芯片外部的基准电 源都要求较高。同时高性能ADC会把经上述4步处理之后的所有信号都进行采样读取，由此 会产生大量的数据(其中仍然包含了部分杂波信号)，这些数据都需要通过傅里叶变换才能 将信号从频域转换到时域，然后再提取信号的包络线做有效处理，因此普通的MCU是难以满 足这种量级的数据处理要求的，需要高性能MCU(含傅里叶变换模块)或者FPGA去处理大量 数据，才能得到有效的数据。 现有技术采用高性能AD芯片采样超声波反射信号(申请号为CN201910277023.X， 公开了一种具有模数转换功能的超声波探测电路)，该电路将接收的超声波探测模拟信号 经信号滤波放大模块将模拟信号进行滤波放大，再经过模数转换模块将超声波探测模拟信 号转换成超声波探测数字信号后输出。但是该电路对AD芯片的要求较高，电路较为复杂，对 于超声波信号的采样频率也有着较高的限制。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种换能器接收的中频超声波信号 处理应用系统。 根据本发明提供的一种换能器接收的中频超声波信号处理应用系统，包括： 信号采样电路、一级信号放大电路、二级信号带通滤波放大电路、三级信号带通滤 波放大电路和四级RF功率检波电路； 所述信号采样电路的输出端与所述一级信号放大电路输入端相连； 所述一级信号放大电路的输出端与所述二级信号带通滤波放大电路的输入端相 连； 所述二级信号带通滤波放大电路输出端与所述三级信号带通滤波放大电路输入 端相连； 所述三级信号带通滤波放大电路输出端与所述四级RF功率检波电路相连； 所述信号采样电路是初级检波电路，包括电容、电阻和高压开关二极管，将原始信 号完整输出； 所述一级信号放大电路包括差分放大电路和反相放大电路，一级信号放大电路将 原始信号在放大器工作的线性区间内进行等比例的放大并保持； 所述二级信号带通滤波放大电路包括带通滤波放大电路，能够有效的过滤一级信 号放大电路放大的杂波信号，保留有效信号； 4 CN 111726089 A 说　明　书 2/7 页 所述三级信号带通滤波放大电路能够进一步过滤杂波信号，放大有效信号； 所述四级RF功率检波电路包括RF专用检波器及外围电路构成的，将放大、过滤的 有效信号通过检波电路实现频域和时域的转换，通过模数转换器件高效的读取包络线信 号。 优选地，所述信号采样电路包括：超声波信号经SONAR_A输入端连接电容C80一端； 超声波信号经SONAR_B输入端连接电容C86一端，电容C80的另一端连接半桥D12中第一二极 管的正极、半桥D12中第二二极管的负极、电容C84的一端和电阻R47的一端；半桥D12中的第 一二极管的负极连接第二二极管的正极和接地；电容C84的另一端连接电阻R3的一端和所 述一级信号放大电路的输入端；电阻R3的另一端接地和链接电阻R4的一端；电阻R4的另一 端连接一级信号放大电路的另一个输入端和电容C85的一端，电容C85的另一端连接电阻 R47的另一端、电容C86的另一端和半桥D13中第一二极管的正极；半桥D13中的第一二极管 的负极连接第二二极管的正极和接地；半桥D13中的第二二极管的负极连接电容C86的另一 端。 优选地，所述一级信号放大电路包括：电容C84的另一端连接一级信号放大电路的 输入端，一级信号放大电路的输入端连接电阻R45的一端，电阻R45的另一端连接放大器U8A 的第二引脚、电阻R33的一端和电容C74的一端；电容C74的另一端连接放大器U8A的第一引 脚、电阻R33的另一端和电阻R44的一端；电阻R44的另一端连接放大器U8B第六引脚、电阻 R32一端和电容C73一端；电容C73的另一端连接电阻R32的另一端、放大器U8B的第七引脚和 二级信号带通滤波放大电路的输入端；放大器U8B的第五引脚接地；电容C85的另一端连接 一级信号放大电路的另一个输入端，一级信号放大电路的另一个输入端连接电阻R48；电阻 R48的另一端连接放大器U8A的第三引脚、电阻R51的一端和电容C89的一端；电容C89的另一 端接地和连接电阻R51的另一端；放大器U8A的第四引脚连接负5V电源、电容C91的一端和电 容C92的一端；电容C91的另一端接地；电容C92的另一端接地；放大器U8A的第八引脚连接正 5V电源、电容C93的一端和电容C94的一端；电容C93的另一端接地，电容C94的另一端接地。 优选地，所述二级信号带通滤波放大电路包括：放大器U8B的第七引脚连接二级信 号带通滤波放大电路的输入端，二级信号带通滤波放大电路的输入端连接电阻R35的一端， 电阻R35的另一端连接电阻R42的一端、电容C81的一端和电容C75的一端；电阻R42的另一端 接地，电容C75的另一端连接电阻R28一端和放大器U7A的第一引脚，电阻R28的另一端连接 放大器U7A的第二引脚和电容C81的另一端，放大器U7A的第三引脚接地；放大器U7A的第八 引脚连接电源正5V、电容C99的一端和电容C100的一端；电容C99的另一端接地；电容C100的 另一端接地；放大器U7A的第四引脚连接电源负5V、电容C97的一端和电容C98的一端；电容 C97另一端接地，电容C98另一端接地，放大器U7A的第一引脚连接三级信号带通滤波放大电 路的输入端。 优选地，所述三级信号带通滤波放大电路包括：放大器U7A的第一引脚连接三级信 号带通滤波放大电路的输入端，三级信号带通滤波放大电路的输入端连接电阻R36的一端， 电阻R36的另一端连接电阻R43的一端、电容C76的一端和电容C82的一端，电阻R43的另一端 接地，电容C76的另一端连接电阻R29的一端和放大器U7B第七引脚，电容C82的另一端连接 电阻R29的另一端和放大器U7B的第六引脚，放大器U7B的第五引脚接地，放大器U7B的第七 引脚连接四级RF功率检波电路的输入端。 5 CN 111726089 A 说　明　书 3/7 页 优选地，所述四级RF功率检波电路包括：放大器U7B的第七引脚连接四级RF功率检 波电路的输入端，四级RF功率检波电路的输入端连接电阻R39的一端，电阻R39的另一端连 接电阻R49的一端和电容C83的一端，电容C83的另一端连接电阻R50的一端和放大器U9的第 八引脚，电阻R49的另一端连接电容C90的一端和电阻R56的一端，电容C90的另一端连接电 阻R50的另一端和放大器U9的第一引脚，电阻R56的另一端接地，放大器U9的第二引脚接地， 放大器U9的第三引脚连接电容C101的一端，电容C101的另一端接地，放大器U9的第四引脚 连接电容C102的一端、电阻R57的一端、电阻R53的一端，电容C102的另一端接地，电阻R57的 另一端接地，电阻R53的另一端连接电容C103的一端和电容C1的一端，电容C103的另一端接 地，电容C1的另一端接地，放大器U9的第七引脚连接放大器U9的第五引脚、电容C78的一端、 电容C79的一端和电阻R37的一端，放大器U9的第六引脚连接电容C77的一端，电容C77的另 一端连接C78的另一端、电容C79的另一端和接地，电阻R37的另一端连接电源正5V。 优选地，所述四级RF功率检波电路中电容C1根据实际的电路板中电容根据实际调 试情况判断是否需要电容C1，当前电路板中调试电压达到预设值，则四级RF功率检波电路 中不需要电容C1；当前电路板中调试电压没有达到预设值，则四级RF功率检波电路需要电 容C1。 优选地，所述放大器U9是专用放大器，对数检波器。 优选地，所述电阻R57和电阻R53的连接处设置测试点E7，测试点E7的测试信号即 超声波经过电路采样、放大、检波之后的有效信号。 优选地，所述信号采样电路中放大器采样双电源供电的方式工作。 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果： 1、本发明信号处理电路使用元器件减少，设计难度降低； 2、本发明信号处理电路不需要使用高性能ADC芯片、高性能MCU和FPGA，可以大大 降低信号检测的成本和应用难度； 3、本发明信号处电路不需要使用大量高性能芯片，在实际应用中可以降低信号处 理模块的工作功耗，便于便携式仪器的应用； 4、本发明信号处理电路不需要专业的信号处理知识，即可以实现信号的模数转换 和有效读取，大大降低了信号处理的难度； 5、本发明通过采用专用信号放大器，将带通滤波的后的信号经由频域转换到时 域，实现频域信号的包络线采样，降低了对频域信号采样的AD芯片的性能要求。 附图说明 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显： 图1为一种超声波反射信号系统的电路原理图； 1-信号采样电路；2-一级信号放大电路；3-二级信号带通滤波放大电路；4-三级信 号带通滤波放大电路；5-四级RF功率检波电路。