[发明专利]一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及水体流速测量领域，尤其涉及一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路及方法。

背景技术

ADCP即声学多普勒流速剖面仪是基于声学多普勒原理研制的一种测量水体流速的设备。目前ADCP产品多采用收发合置换能器，来测流速。但这就带来个问题：发送和接收如何实现彻底隔离。目前ADCP产品多采用二极管隔离的方法，该方法的结构图可参见图1。如图1所示：A端为发射端，B端为接收端，当处于发射状态时，无论A端发射的电压是正电压还是负电压，到B端就会被二极管MUR160钳位到二极管正向压降VFM=1V。使得A端发射电压到达不了接收端B，实现隔离。但这种隔离方式存在的问题就是二极管的钳位正负电压一般为0.7V，也就是说高于0.7V到达不了B端，而低于0.7V会到达B端从而到达接收电路，不能实现完全隔离。另外，在做接收电路自检时，需要在B端接入待测信号时，又会受到这对收发分离二极管的影响。

有鉴于此，研发出一种能够实现收发合置换能器的发送和接收完全隔离的收发合置换能器隔离电路是本领域企业和生产单位亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统收发分离方案的弊端，从而提供一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路及方法。

为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路。该电路包括: 限压单元、开关控制单元、开关单元、接收电路板和换能器，

所述限压单元与所述开关单元和换能器分别相连，用以在开关单元断开时，将驱动电路的发射信号发送至换能器，和在开关单元闭合时，阻止换能器反馈的接收信号通过；

所述开关单元与所述接收电路板和所述开关控制单元分别相连，用以根据所述开关控制单元的控制信号进行闭合或断开，并在断开时，阻止限压单元过来的发射信号通过，在闭合时，接收换能器反馈的接收信号并将其发送至接收电路板。

优选地，所述开关控制单元包括数字电路板和数据缓冲器，

所述数字电路板与所述数据缓冲器相连，用以输出控制信号；

所述数据缓冲器与所述开关单元相连，用以将数字电路板的控制信号发送至开关单元。

优选地，所述数据缓冲器为具有三态输出的单路总线缓冲寄存器SN74AHC1G125。

优选地，所述开关单元为MAX14757EUE芯片。

优选地，所述限压单元包括两个反向并联的二极管。

在第二方面，本发明还提供了一种基于ADCP系统的收发合置换能器发射和接收信号的隔离方法。该方法包括：

进入发射状态，

通过开关控制单元控制开关单元断开，由限压单元将驱动电路的发射信号直接发送至换能器，而阻止该信号通过开关单元发送至接收电路板；

进入接收状态，

通过开关控制单元控制开关单元闭合，由限压单元阻止换能器反馈回的接收信号通过，而使接收信号经开关单元发送至接收电路板。

优选地，所述开关控制单元包括数字电路板和数据缓冲器，所述开关控制单元控制开关单元断开和闭合具体包括：

通过数字电路板输出断开或闭合控制信号；

通过数据缓冲器接收数字电路板输出断开或闭合控制信号并将其发送至开关单元。

优选地，所述数据缓冲器为具有三态输出的单路总线缓冲寄存器SN74AHC1G125。

优选地，所述开关单元为MAX14757EUE芯片。

优选地，所述限压单元包括两个反向并联的二极管。

本发明的有益效果是：通过开关控制单元控制开关单元的状态，从而控制信号流向是通向发射电路，还是通向接收电路。当处于发射状态时，此时由开关控制单元使开关单元处于断开状态，这样发射电压就完全被隔离，进入不了接收电路板。这样做不但能从根本上实现了收发隔离，而且有助于后期在做接收电路自检功能时能更容易得以实现。

附图说明

图1为现有的基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路的电气原理图；

图2为本发明的一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路的结构框图；

图3为本发明的一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路开关单元的结构图；

图4为本发明的一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路数据缓冲器的结构图；

图5为本发明的一种基于ADCP系统的收发合置换能器隔离电路的电气原理图；

图6为图5的具体电路示意图；