[发明专利]一种低频透地通信接收电路

说明书

技术领域

本发明实施例涉及低频滤波技术领域，更具体地，涉及一种低频透地通信接收电路。

背景技术

透地无线通信系统以大地为传输信道，与其它通信系统相比，因为透地通信的电磁波要在大地的土层和岩石层中传播，大地属于导电或半导电媒质，由电磁波传输理论得知，电磁波在导电媒质中衰减常数β及趋肤深度γ的表达式分别是和其中f是电磁波频率，μ是传播介质的磁导率，σ是传播介质的电导率，由此可知，电磁波在传播介质中的穿透深度与电磁波频率f及介质的电导率σ密切相关，电磁波频率越高，损耗越严重，穿透地层的深度越短。因此透地无线通信系统所使用的电磁波工作频率通常选择在低频和极低频频段，一般为300Hz-2000Hz，但在此频率范围内，往往存在大量的工频谐波干扰噪声。

针对上述问题，在透地通信系统的接收端需要设置滤波电路对接收到的信号进行滤波。若采用宽带带通滤波器进行滤波，则由于带宽过大，工频谐波干扰不能有效滤除，且宽带带通滤波器噪声过大，难以有效地提取信号；若采用窄带带通滤波器进行滤波，由于带宽过窄，高Q值滤波器难以设计实现，且由于其中心频率固定，若要实现多个频点的通信，则需要多个窄带滤波器，电路复杂。

发明内容

针对现有透地通信系统中接收电路采用普通滤波技术时，宽带滤波噪声大，且对工频谐波干扰滤除效果差；窄带滤波高Q值难以实现，且中心频率固定，通信频率点受限的问题。本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的低频透地通信接收电路。

本发明实施例提供了一种低频透地通信接收电路，包括：中心频率可变的窄带开关电容滤波器电路，以及为所述窄带开关电容滤波器电路提供时钟信号的数字DDS时钟产生电路；其中，所述窄带开关电容滤波器电路的3dB带宽值为所述中心频率的第一倍数。

其中，所述中心频率在300Hz-2000Hz范围内。

其中，所述第一倍数在3％-5％范围内。

其中，所述窄带开关电容滤波器电路包括开关电容芯片U1、多个电阻以及多个电容；其中，

所述开关电容芯片U1的引脚1与电阻R1连接作为所述窄带开关电容滤波器电路的输入端，所述开关电容芯片U1的引脚21与所述数字DDS时钟产生电路的输出端连接，所述开关电容芯片U1的引脚17作为所述窄带开关电容滤波器电路的输出端。

其中，所述数字DDS时钟产生电路包括直接数字频率合成器U2、运算放大器U3；其中，

所述直接数字频率合成器U2的引脚14与所述运算放大器U3同相端相连。

其中，所述时钟信号的频率在75kHz-400kHz范围内，且所述时钟信号频率为所述中心频率的第二倍数。

其中，所述第二倍数为25、50、100或200。

其中，还包括前置放大滤波电路，所述前置放大滤波电路包括固定增益放大电路和无源高低通滤波器；其中，

所述固定增益放大器包括运算放大器U4，所述无源高低通滤波器包括无源高通滤波器和无源低通滤波器，所述无源高通滤波器的截止频率为300Hz，所述无源低通滤波器的截止频率为2000Hz。

其中，还包括第一自动增益放大滤波电路，所述第一自动增益放大滤波电路包括第一可变增益放大器U5和第一RC低通滤波器；其中，

所述第一可变增益放大器U5的第一级最大可控增益量为40dB，所述第一RC低通滤波器的截止频率为2000Hz。

其中，还包括第二自动增益放大滤波电路，所述第二自动增益放大滤波电路包括第二可变增益放大器U6和第二RC低通滤波器；其中，

所述第二可变增益放大器U6的第二级最大可控增益量为40dB，所述第二RC低通滤波器的截止频率为2000Hz。

本发明实施例提供的一种低频透地通信接收电路，与现有技术相比本发明实施例的有益效果在于：

(1)通过DDS时钟产生电路提供的时钟信号调节窄带可变电容滤波器电路的中心频率，使得所述接收电路的中心频率可调，且结构简单，易于实现；

(2)窄带可变电容滤波器通过设置3dB带宽值和中心频率之间的第一倍数的大小可以滤除工作频率低频段内的工频谐波干扰信号，减小高频段内工频谐波干扰信号的影响，提高了接收电路输出的通信信号的信噪比，且所述窄带可变电容滤波器电路采用窄带带通滤波，使得所述接收电路Q值高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种低频透地通信系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种低频透地通信接收电路的结构框图；