摘要：本文介绍了一种多探头双频超声波接收电路的设计方案， 该方案中的接收电路由前级放大电路，开关切换电路，带通滤波电路和后级放大电路组成。DSPIC单片机负责控制，接收电路多对一分时切换。采用了收发隔离电路，使得超声波探头可以工作在收发一体的工作方式，有效的节约了电路和探头的成本。经验证，本方案具备成本低，简单高效，并具有良好的扩展性。
1.引言
现代渔业主要利用探鱼器来探测水下鱼类资源的分布，提高捕鱼业的产量。探鱼器利用的就是超声波探测的原理，由超声波探头根据需求发射出相应频率的超声波，超声波在遇到水中不同障碍物后反射回来，被探头接收。根据对反射数据的分析，最终得到该水域的信息。
本文探讨的是一种新型多探头双频超声波接收电路设计方案，主要应用于现代渔业的探鱼器中，以提升探测水下鱼类资源的效率。这种设计方案由前级放大电路、开关切换电路、带通滤波电路和后级放大电路四部分组成，并采用DSPIC单片机进行控制，实现多对一分时切换，有效降低成本并提高效率。
前级放大电路起着关键的隔离和初步放大作用。设计中采用了1N4148二极管作为隔离电路，确保发射时的高压脉冲不会损伤接收电路，同时通过9013三极管搭建的共发射极放大电路进行信号放大。其增益通过反馈电阻R3和R5进行调整，理论增益可达61.6倍。
接着，开关切换电路由4066模拟开关构建，由DSPIC单片机控制，可以根据需要选择接收哪个探头的信号以及对应的超声波频率。这种方式使得多个探头能够共享后级放大电路，降低了硬件成本。然而，模拟开关切换后需要约10毫秒的时间稳定，这段时间内不适宜接收信号。
带通滤波电路是系统中的另一个核心部分，由两级运放构成的有源带通滤波器组成，用于筛选特定频率的超声波信号。设计时需要考虑到电阻和电容的实际值，以尽可能接近预设的中心频率。通过调整元件参数，可以实现期望的滤波效果，例如，当R0=R1=10K，R2=87K，C1=C2=100pF时，滤波器的中心频率约为76.3KHz，带宽为36.6KHz。
该设计方案的优势在于其成本效益、简单性和可扩展性。通过收发一体的工作方式，不仅减少了探头数量，还简化了电路结构。此外，由于采用了分时切换技术，多探头的超声波接收得以实现，增强了探测的灵活性和准确性，适应了现代渔业对大角度、多频率探测的需求。
这种新型多探头双频超声波接收电路通过巧妙的电路设计和智能控制，实现了功能强大且经济高效的水下探测解决方案，对于渔业和其他领域的超声波应用有着重要的参考价值。
