CN205353366U - 基于usb接口的信号处理单元及船用导航雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于USB接口的信号处理单元及船用导航雷达，所述信号处理单元包括：与具有第一串口的外部设备相连接的第一接口模块；与具有第二串口的外部设备相连接的第二接口模块；与具有第三串口的外部设备相连接的第三接口模块；与具有第四串口的外部设备相连接的第四接口模块；以及与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的USB串口转换模块；所述USB串口转换模块与第一USB接口相连接，用于将接收到的串口协议数据转换为USB协议数据并通过第一USB接口传输出去；本实用新型具有丰富的接口，满足了提高性能、增加功能的需求，集成度高、尺寸小，硬件配置灵活实用。

Description

基于USB接口的信号处理单元及船用导航雷达

技术领域

本实用新型涉及船用导航雷达领域，具体而言，涉及一种基于USB接口的信号处理单元及船用导航雷达。

背景技术

船用导航雷达是用于船舶航行中，避免船舶相互碰撞、以及船舶碰撞障碍物，进而造成人员财产损失的辅助设备；船用导航雷达能够在能见度很差的情况下如夜间、雾天，以雷达图像的形式为船舶驾驶者提供周围的环境情况信息，使船舶避开碰撞危险，确保航行安全。随着科学技术的发展，现有船用导航雷达已经成为保障船舶航行安全的必备设备，国际海事组织对此有明确的规定，根据船舶等级，对雷达功能和性能给出了基本的要求。目前，我国在船用导航雷达领域相对落后，自主产品相对较少，功能相对单一，现有产品无法满足国际海事组织不断提高的雷达性能的要求，必须对现有船舶导航雷达的信号收发装置进行重新架构，在硬件配置上采用新器件和新技术，以达到国际海事组织对雷达产品的要求。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种基于USB接口的信号处理单元及船用导航雷达。

本实用新型的技术手段如下：

一种基于USB接口的信号处理单元，包括：

与具有第一串口的外部设备相连接的第一接口模块；

与具有第二串口的外部设备相连接的第二接口模块；

与具有第三串口的外部设备相连接的第三接口模块；

与具有第四串口的外部设备相连接的第四接口模块；

以及与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的USB串口转换模块；所述USB串口转换模块与第一USB接口相连接，用于将接收到的串口协议数据转换为USB协议数据并通过第一USB接口传输出去；

进一步地，所述具有第一串口的外部设备为罗经；所述具有第二串口的外部设备为连接全球定位系统的GPS接收机；所述具有第三串口的外部设备为连接船舶自动识别系统的AIS接收机；所述具有第四串口的外部设备为计程仪；所述信号处理单元还包括用于给信号处理单元供电的电源VCC；

进一步地，所述信号处理单元还包括：与雷达接收机相连接，用于对雷达接收机输出的雷达回波信号进行幅度调整、放大和AD转换后发送给处理器的回波信号调节模块；

另外，所述信号处理单元还包括：用于给第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块、第四接口模块、以及USB串口转换模块提供工作电源的第一电源变换模块和第二电源变换模块；所述第一电源变换模块的输入端连接电源VCC，并对电源VCC进行变换后得到3.3V电源Ⅰ；所述第二电源变换模块的输入端连接第一USB接口，并对第一USB接口提供的5V进行变换后得到3.3V电源Ⅱ；

进一步地，

所述第一接口模块包括：反相施密特触发器U7A、电阻R19、光耦合器U8、二极管CR1、电阻R23、穿心电容C31和穿心电容C26；所述反相施密特触发器U7A的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7A的输入端通过电阻R19连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U8的引脚Vo相连接；所述光耦合器U8的引脚AN经过串联的电阻R23和穿心电容C31连接所述罗经；所述光耦合器U8的引脚CN经过穿心电容C26连接所述罗经；所述二极管CR1阴极连接所述光耦合器U8的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U8的引脚CN；

所述第二接口模块包括：反相施密特触发器U7B、电阻R20、光耦合器U9、二极管CR2、电阻R24、穿心电容C32和穿心电容C27；所述反相施密特触发器U7B的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7B的输入端通过电阻R20连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U9的引脚Vo相连接；所述光耦合器U9的引脚AN经过串联的电阻R24和穿心电容C32连接所述GPS接收机；所述光耦合器U9的引脚CN经过穿心电容C27连接所述GPS接收机；所述二极管CR2阴极连接所述光耦合器U9的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U9的引脚CN；

所述第三接口模块包括：反相施密特触发器U7C、电阻R21、光耦合器U10、二极管CR3、电阻R25、穿心电容C33和穿心电容C28；所述反相施密特触发器U7C的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7C的输入端通过电阻R21连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U10的引脚Vo相连接；所述光耦合器U10的引脚AN经过串联的电阻R25和穿心电容C33连接所述AIS接收机；所述光耦合器U10的引脚CN经过穿心电容C28连接所述AIS接收机；所述二极管CR3阴极连接所述光耦合器U10的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U10的引脚CN；

所述第四接口模块包括：反相施密特触发器U7D、电阻R22、光耦合器U11、二极管CR4、电阻R26、穿心电容C34和穿心电容C29；所述反相施密特触发器U7D的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7D的输入端通过电阻R22连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U11的引脚Vo相连接；所述光耦合器U11的引脚AN经过串联的电阻R26和穿心电容C34连接所述计程仪；所述光耦合器U11的引脚CN经过穿心电容C29连接所述计程仪；所述二极管CR4阴极连接所述光耦合器U11的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U11的引脚CN；

所述USB串口转换模块包括型号为FT4232H的USB串口转换芯片U3、型号为93LC46C的EEPROM存储芯片U6、电阻R11、电阻R18；所述USB串口转换芯片U3的引脚ADBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7A的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚BDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7B的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚CDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7C的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚DDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7D的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚EECS连接EEPROM存储芯片U6的引脚CS；所述USB串口转换芯片U3的引脚EECLK连接EEPROM存储芯片U6的引脚CLK；所述USB串口转换芯片U3的引脚EEDATA连接EEPROM存储芯片U6的引脚DI，并通过电阻R11连接EEPROM存储芯片U6的引脚DO；所述EEPROM存储芯片U6的引脚ORG通过电阻R18连接3.3V电源Ⅰ正极；所述USB串口转换芯片U3的引脚DM和引脚DP均与第一USB接口相连接；

进一步地，所述回波信号调节模块包括：用于对雷达回波信号进行幅度调整的幅度调整电路、用于对进行幅度调整后的雷达回波信号进行放大的放大电路、连接放大电路的第一滤波电路、连接第一滤波电路的第一电压跟随电路、连接第一电压跟随电路的第二滤波电路、连接第二滤波电路的第二电压跟随电路、连接第二电压跟随电路的第三滤波电路、连接第三滤波电路的差分放大电路、连接差分放大电路的AD转换电路；所述AD转换电路与所述处理器相连接，用于将雷达回波数字信号输出给处理器；

进一步地，所述信号处理单元还包括能够输出负5V的供电模块；所述第一电源变换模块得到的3.3V电源Ⅰ还用于给AD转换电路供电；

所述幅度调整电路包括：电容C1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、模拟开关U1、电阻R11和电阻R12；电容C1一端连接雷达接收机，用于接收雷达回波信号，另一端经由电阻R2接地；电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8依次串联构成串联支路，该串联支路并联接在电阻R2两端；电阻R4和电阻R5的串接点与模拟开关U1的引脚B0相连接；电阻R5和电阻R6的串接点与模拟开关U1的引脚B1相连接；电阻R6和电阻R7的串接点与模拟开关U1的引脚B2相连接；电阻R7和电阻R8的串接点与模拟开关U1的引脚B3相连接；所述模拟开关U1的引脚BN连接放大电路；所述模拟开关U1的引脚S0通过电阻R12接地，并与处理器相连接；所述模拟开关U1的引脚S1通过电阻R11接地，并与处理器相连接；

所述放大电路包括：三极管Q1、电阻R13、电阻R15、电阻R16和电容C12；所述三极管Q1的基极通过电阻R13接地，并连接模拟开关U1的引脚BN；所述三极管Q1的集电极通过电阻R14连接电源VCC正极，并与第一滤波电路相连接；所述三极管Q1的发射极通过串联的电阻R15和电阻R16连接所述供电模块的负5V输出端；所述电容C12与所述电阻R16并联；

所述第一滤波电路包括：电容C11、电阻R18、电感L1和电容C13；电容C11一端连接三极管Q1的集电极，另一端通过电阻R18接地，并与电感L1和电容C13构成的LC滤波电路相连接；电感L1和电容C13的相接点连接第一电压跟随电路；

所述第一电压跟随电路包括：运算放大器U3A、电阻R19、运算放大器U2A、电阻R1、电容C2、电阻R3、电容C3、电阻R9、电容C4、电阻R10和电容C5；所述运算放大器U3A的同相输入端连接电感L1和电容C13的相接点，并通过电阻R19连接所述运算放大器U2A的输出端；所述运算放大器U3A的反相输入端直接连接所述运算放大器U3A的输出端；所述运算放大器U2A的反相输入端直接连接所述运算放大器U2A的输出端；所述运算放大器U2A的同相输入端依次经过电阻R10和电容C5构成的RC滤波电路、电阻R9和电容C4构成的RC滤波电路、电阻R3和电容C3构成的RC滤波电路、以及电阻R1和电容C2构成的RC滤波电路后与处理器相连接；所述运算放大器U3A的输出端连接第二滤波电路；

所述第二滤波电路包括：电阻R20、电感L2和电容C20；电阻R20一端连接运算放大器U3A的输出端，另一端与电感L2和电容C20构成的LC滤波电路相连接；电感L2和电容C20的相接点连接第二电压跟随电路；

所述第二电压跟随电路包括：运算放大器U3B；所述运算放大器U3B的同相输入端连接电感L2和电容C20的相接点；所述运算放大器U3B的反相输入端连接所述运算放大器U3B的输出端；

所述第三滤波电路包括：电阻R31、电感L3和电容C30；电阻R31一端连接运算放大器U3B的输出端，另一端与电感L3和电容C30构成的LC滤波电路相连接；电感L3和电容C30的相接点连接第二电压跟随电路；

所述差分放大电路包括：运算放大器U3C、运算放大器U3D、电阻R29、电阻R30、电阻R27和电阻R28；所述运算放大器U3C的同相输入端连接电感L3和电容C30的相接点；所述运算放大器U3C的反相输入端直接连接所述运算放大器U3C的输出端，并通过电阻R29连接运算放大器U3D的反相输入端；所述运算放大器U3D的反相输入端经由电阻R30连接所述运算放大器U3D的输出端；电阻R27和电阻R28相互串联连接在电源VCC正极和地之间构成分压电路，该分压电路的分压点连接运算放大器U3D的同相输入端；所述运算放大器U3C的输出端和所述运算放大器U3D的输出端与AD转换电路相连接；

所述AD转换电路包括：AD转换芯片U5、电容C25、电容C23、电容C18、电容C19、电阻R25、电容C16、电容C21、电容C24、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24和电阻R26；AD转换芯片U5的引脚REFB通过电容C18接地；AD转换芯片U5的引脚REFT通过电容C19接地；电容C25和电容C23相互并联接在AD转换芯片U5的引脚REFB和引脚REFT之间；AD转换芯片U5的引脚PDWN通过电阻R25接地；AD转换芯片U5的引脚AIN+连接所述运算放大器U3C的输出端；AD转换芯片U5的引脚AIN-连接所述运算放大器U3D的输出端；AD转换芯片U5的引脚MODE通过相互并联的电容C16和电阻R21接地，并通过电阻R22连接3.3V电源Ⅰ正极；AD转换芯片U5的引脚SENSE经由电阻R23连接3.3V电源Ⅰ正极，并经由电阻R24接地，以及通过电阻R26连接引脚VREF；所述AD转换芯片U5的引脚D0至引脚D9连接处理器；

进一步地，所述信号处理单元与计算机相连接，并包括用于输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号的处理器；所述计算机能够输出控制信号，该控制信号能够控制所述处理器是否输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号；所述信号处理单元还包括：通过第二USB接口与计算机相连接的USB控制器，该USB控制器接收来自计算机的控制信号并传输给所述处理器；

进一步地，所述信号处理单元还包括：

与所述处理器和雷达发射机相连接，用于所述处理器输出的触发脉冲信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给所述雷达发射机的触发脉冲输出模块；

与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对雷达发射机输出的船艏信号进行缓冲处理和AD转换处理后发送给所述处理器的船艏信号输入模块；

与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对雷达发射机输出的天线方位信号进行缓冲处理、AD转换处理和锁相倍频处理后发送给所述处理器的方位信号输入模块；

与雷达天线电机和所述处理器相连接，用于对所述处理器输出的雷达天线电机控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达天线电机的天线电机信号输出模块；

与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对所述处理器输出的触发脉冲控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达发射机的触发脉冲控制输出模块；

以及与所述处理器和雷达接收机相连接，用于对所述处理器输出的调谐电压信号进行放大处理后发送给雷达接收机的调谐电压输出模块。

一种船用导航雷达，包括上述任一项所述的基于USB接口的信号处理单元。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的基于USB接口的信号处理单元及船用导航雷达，所述信号处理单元具有丰富的接口，满足了提高性能、增加功能的需求，集成度高、尺寸小，硬件配置灵活实用，适于嵌入到紧凑的空间，如小型船舶狭小的驾驶舱；本实用新型能够达到国际海事组织对雷达产品的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述信号处理单元的结构框图；

图2是本实用新型所述第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块、第四接口模块、USB串口转换模块、第一电源变换模块和第二电源变换模块的电路原理图；

图3是本实用新型所述回波信号调节模块的电路原理图；

图4A是本实用新型所述触发脉冲输出模块的电路原理图；

图4B是本实用新型所述船艏信号输入模块的电路原理图；

图4C是本实用新型所述方位信号输入模块的电路原理图；

图5A是本实用新型所述天线电机信号输出模块、触发脉冲控制输出模块的电路原理图；

图5B是本实用新型所述调谐电压输出模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2和图3所示的一种基于USB接口的信号处理单元，包括：与具有第一串口的外部设备相连接的第一接口模块；与具有第二串口的外部设备相连接的第二接口模块；与具有第三串口的外部设备相连接的第三接口模块；与具有第四串口的外部设备相连接的第四接口模块；以及与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的USB串口转换模块；所述USB串口转换模块与第一USB接口相连接，用于将接收到的串口协议数据转换为USB协议数据并通过第一USB接口传输出去；进一步地，所述具有第一串口的外部设备为罗经；所述具有第二串口的外部设备为连接全球定位系统的GPS接收机；所述具有第三串口的外部设备为连接船舶自动识别系统的AIS接收机；所述具有第四串口的外部设备为计程仪；所述信号处理单元还包括用于给信号处理单元供电的电源VCC；进一步地，所述信号处理单元还包括：与雷达接收机相连接，用于对雷达接收机输出的雷达回波信号进行幅度调整、放大和AD转换后发送给处理器的回波信号调节模块；另外，所述信号处理单元还包括：用于给第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块、第四接口模块、以及USB串口转换模块提供工作电源的第一电源变换模块和第二电源变换模块；所述第一电源变换模块的输入端连接电源VCC，并对电源VCC进行变换后得到3.3V电源Ⅰ；所述第二电源变换模块的输入端连接第一USB接口，并对第一USB接口提供的5V进行变换后得到3.3V电源Ⅱ；进一步地，所述第一接口模块包括：反相施密特触发器U7A、电阻R19、光耦合器U8、二极管CR1、电阻R23、穿心电容C31和穿心电容C26；所述反相施密特触发器U7A的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7A的输入端通过电阻R19连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U8的引脚Vo相连接；所述光耦合器U8的引脚AN经过串联的电阻R23和穿心电容C31连接所述罗经；所述光耦合器U8的引脚CN经过穿心电容C26连接所述罗经；所述二极管CR1阴极连接所述光耦合器U8的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U8的引脚CN；所述第二接口模块包括：反相施密特触发器U7B、电阻R20、光耦合器U9、二极管CR2、电阻R24、穿心电容C32和穿心电容C27；所述反相施密特触发器U7B的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7B的输入端通过电阻R20连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U9的引脚Vo相连接；所述光耦合器U9的引脚AN经过串联的电阻R24和穿心电容C32连接所述GPS接收机；所述光耦合器U9的引脚CN经过穿心电容C27连接所述GPS接收机；所述二极管CR2阴极连接所述光耦合器U9的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U9的引脚CN；所述第三接口模块包括：反相施密特触发器U7C、电阻R21、光耦合器U10、二极管CR3、电阻R25、穿心电容C33和穿心电容C28；所述反相施密特触发器U7C的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7C的输入端通过电阻R21连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U10的引脚Vo相连接；所述光耦合器U10的引脚AN经过串联的电阻R25和穿心电容C33连接所述AIS接收机；所述光耦合器U10的引脚CN经过穿心电容C28连接所述AIS接收机；所述二极管CR3阴极连接所述光耦合器U10的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U10的引脚CN；所述第四接口模块包括：反相施密特触发器U7D、电阻R22、光耦合器U11、二极管CR4、电阻R26、穿心电容C34和穿心电容C29；所述反相施密特触发器U7D的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7D的输入端通过电阻R22连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U11的引脚Vo相连接；所述光耦合器U11的引脚AN经过串联的电阻R26和穿心电容C34连接所述计程仪；所述光耦合器U11的引脚CN经过穿心电容C29连接所述计程仪；所述二极管CR4阴极连接所述光耦合器U11的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U11的引脚CN；所述USB串口转换模块包括型号为FT4232H的USB串口转换芯片U3、型号为93LC46C的EEPROM存储芯片U6、电阻R11、电阻R18；所述USB串口转换芯片U3的引脚ADBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7A的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚BDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7B的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚CDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7C的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚DDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7D的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚EECS连接EEPROM存储芯片U6的引脚CS；所述USB串口转换芯片U3的引脚EECLK连接EEPROM存储芯片U6的引脚CLK；所述USB串口转换芯片U3的引脚EEDATA连接EEPROM存储芯片U6的引脚DI，并通过电阻R11连接EEPROM存储芯片U6的引脚DO；所述EEPROM存储芯片U6的引脚ORG通过电阻R18连接3.3V电源Ⅰ正极；所述USB串口转换芯片U3的引脚DM和引脚DP均与第一USB接口相连接；进一步地，所述回波信号调节模块包括：用于对雷达回波信号进行幅度调整的幅度调整电路、用于对进行幅度调整后的雷达回波信号进行放大的放大电路、连接放大电路的第一滤波电路、连接第一滤波电路的第一电压跟随电路、连接第一电压跟随电路的第二滤波电路、连接第二滤波电路的第二电压跟随电路、连接第二电压跟随电路的第三滤波电路、连接第三滤波电路的差分放大电路、连接差分放大电路的AD转换电路；所述AD转换电路与所述处理器相连接，用于将雷达回波数字信号输出给处理器；进一步地，所述信号处理单元还包括能够输出负5V的供电模块；所述第一电源变换模块得到的3.3V电源Ⅰ还用于给AD转换电路供电；所述幅度调整电路包括：电容C1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、模拟开关U1、电阻R11和电阻R12；电容C1一端连接雷达接收机，用于接收雷达回波信号，另一端经由电阻R2接地；电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8依次串联构成串联支路，该串联支路并联接在电阻R2两端；电阻R4和电阻R5的串接点与模拟开关U1的引脚B0相连接；电阻R5和电阻R6的串接点与模拟开关U1的引脚B1相连接；电阻R6和电阻R7的串接点与模拟开关U1的引脚B2相连接；电阻R7和电阻R8的串接点与模拟开关U1的引脚B3相连接；所述模拟开关U1的引脚BN连接放大电路；所述模拟开关U1的引脚S0通过电阻R12接地，并与处理器相连接；所述模拟开关U1的引脚S1通过电阻R11接地，并与处理器相连接；所述放大电路包括：三极管Q1、电阻R13、电阻R15、电阻R16和电容C12；所述三极管Q1的基极通过电阻R13接地，并连接模拟开关U1的引脚BN；所述三极管Q1的集电极通过电阻R14连接电源VCC正极，并与第一滤波电路相连接；所述三极管Q1的发射极通过串联的电阻R15和电阻R16连接所述供电模块的负5V输出端；所述电容C12与所述电阻R16并联；所述第一滤波电路包括：电容C11、电阻R18、电感L1和电容C13；电容C11一端连接三极管Q1的集电极，另一端通过电阻R18接地，并与电感L1和电容C13构成的LC滤波电路相连接；电感L1和电容C13的相接点连接第一电压跟随电路；所述第一电压跟随电路包括：运算放大器U3A、电阻R19、运算放大器U2A、电阻R1、电容C2、电阻R3、电容C3、电阻R9、电容C4、电阻R10和电容C5；所述运算放大器U3A的同相输入端连接电感L1和电容C13的相接点，并通过电阻R19连接所述运算放大器U2A的输出端；所述运算放大器U3A的反相输入端直接连接所述运算放大器U3A的输出端；所述运算放大器U2A的反相输入端直接连接所述运算放大器U2A的输出端；所述运算放大器U2A的同相输入端依次经过电阻R10和电容C5构成的RC滤波电路、电阻R9和电容C4构成的RC滤波电路、电阻R3和电容C3构成的RC滤波电路、以及电阻R1和电容C2构成的RC滤波电路后与处理器相连接；所述运算放大器U3A的输出端连接第二滤波电路；所述第二滤波电路包括：电阻R20、电感L2和电容C20；电阻R20一端连接运算放大器U3A的输出端，另一端与电感L2和电容C20构成的LC滤波电路相连接；电感L2和电容C20的相接点连接第二电压跟随电路；所述第二电压跟随电路包括：运算放大器U3B；所述运算放大器U3B的同相输入端连接电感L2和电容C20的相接点；所述运算放大器U3B的反相输入端连接所述运算放大器U3B的输出端；所述第三滤波电路包括：电阻R31、电感L3和电容C30；电阻R31一端连接运算放大器U3B的输出端，另一端与电感L3和电容C30构成的LC滤波电路相连接；电感L3和电容C30的相接点连接第二电压跟随电路；所述差分放大电路包括：运算放大器U3C、运算放大器U3D、电阻R29、电阻R30、电阻R27和电阻R28；所述运算放大器U3C的同相输入端连接电感L3和电容C30的相接点；所述运算放大器U3C的反相输入端直接连接所述运算放大器U3C的输出端，并通过电阻R29连接运算放大器U3D的反相输入端；所述运算放大器U3D的反相输入端经由电阻R30连接所述运算放大器U3D的输出端；电阻R27和电阻R28相互串联连接在电源VCC正极和地之间构成分压电路，该分压电路的分压点连接运算放大器U3D的同相输入端；所述运算放大器U3C的输出端和所述运算放大器U3D的输出端与AD转换电路相连接；所述AD转换电路包括：AD转换芯片U5、电容C25、电容C23、电容C18、电容C19、电阻R25、电容C16、电容C21、电容C24、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24和电阻R26；AD转换芯片U5的引脚REFB通过电容C18接地；AD转换芯片U5的引脚REFT通过电容C19接地；电容C25和电容C23相互并联接在AD转换芯片U5的引脚REFB和引脚REFT之间；AD转换芯片U5的引脚PDWN通过电阻R25接地；AD转换芯片U5的引脚AIN+连接所述运算放大器U3C的输出端；AD转换芯片U5的引脚AIN-连接所述运算放大器U3D的输出端；AD转换芯片U5的引脚MODE通过相互并联的电容C16和电阻R21接地，并通过电阻R22连接3.3V电源Ⅰ正极；AD转换芯片U5的引脚SENSE经由电阻R23连接3.3V电源Ⅰ正极，并经由电阻R24接地，以及通过电阻R26连接引脚VREF；所述AD转换芯片U5的引脚D0至引脚D9连接处理器；进一步地，所述信号处理单元与计算机相连接，并包括用于输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号的处理器；所述计算机能够输出控制信号，该控制信号能够控制所述处理器是否输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号；所述信号处理单元还包括：通过第二USB接口与计算机相连接的USB控制器，该USB控制器接收来自计算机的控制信号并传输给所述处理器；进一步地，所述信号处理单元还包括：与所述处理器和雷达发射机相连接，用于所述处理器输出的触发脉冲信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给所述雷达发射机的触发脉冲输出模块；与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对雷达发射机输出的船艏信号进行缓冲处理和AD转换处理后发送给所述处理器的船艏信号输入模块；与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对雷达发射机输出的天线方位信号进行缓冲处理、AD转换处理和锁相倍频处理后发送给所述处理器的方位信号输入模块；与雷达天线电机和所述处理器相连接，用于对所述处理器输出的雷达天线电机控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达天线电机的天线电机信号输出模块；与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对所述处理器输出的触发脉冲控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达发射机的触发脉冲控制输出模块；以及与所述处理器和雷达接收机相连接，用于对所述处理器输出的调谐电压信号进行放大处理后发送给雷达接收机的调谐电压输出模块。

图4A是本实用新型所述触发脉冲输出模块的电路原理图、图4B是本实用新型所述船艏信号输入模块的电路原理图、图4C是本实用新型所述方位信号输入模块的电路原理图，进一步地，所述触发脉冲输出模块包括电阻R282、反相施密特触发器U40C、电阻R298、NPN三极管Q18、电阻R280、电阻R281、电阻R288、电容C297、电阻R277、电阻R278、电阻R279、NPN三极管Q16、PNP三极管Q17、电阻R303、电阻R304、电阻R305、电容C298、电阻R294、电阻R295、二极管D16和二极管D17；所述反相施密特触发器U40C的输入端接收处理器输出的触发脉冲信号，并通过电阻282连接3.3V电源Ⅰ正极；所述反相施密特触发器U40C的输出端经由电阻R298连接NPN三极管Q18的基极；所述NPN三极管Q18的发射极接地；所述NPN三极管Q18的集电极通过相互并联的电阻R280和电阻R281与12V电源正极相连接，并通过相互并联的电阻R288和电容C297连接PNP三极管Q17基极和NPN三极管Q16基极；所述NPN三极管Q16的集电极通过相互并联的电阻R277、电阻R278和电阻R279连接12V电源正极；所述PNP三极管Q17的集电极通过相互并联的电阻R303、电阻R304和电阻R305接地；所述NPN三极管Q16的发射极与PNP三极管Q17的发射极、二极管D16的阳极、二极管D17的阴极、以及雷达发射机相连接；所述PNP三极管Q17的集电极还通过相互并联的电容C298、电阻R294和电阻R295接地；二极管D16的阴极连接12V电源正极；二极管D17的阳极接地；进一步地，所述船艏信号输入模块包括二极管D15、电阻R283、电容295、电阻285、反相施密特触发器U40A、电阻286、电阻R290、NPN三极管Q15和电阻R276；所述二极管D15阴极接收雷达发射机输出的船艏信号，所述二极管D15阳极通过电阻R283连接VCC电源正极，通过电容295接地，并通过电阻285连接反相施密特触发器U40A输入端；所述反相施密特触发器U40A输出端经过电阻286连接NPN三极管Q15基极；所述NPN三极管Q15基极通过电阻R290接地；所述NPN三极管Q15集电极通过电阻R276连接3.3V电源Ⅰ正极；所述方位信号输入模块包括电阻R306、电阻R310、NPN三极管Q20、电阻R297、电阻R299、电容C300、电阻R300、反相施密特触发器U40B、电阻R301、电阻R309、NPN三极管Q19、电阻R296、锁相环器U27、电容C305、电阻R331、电阻R332、电阻R333、电阻R325和电容C306；所述电阻R306一端接收雷达发射机输出的天线方位信号，另一端连接NPN三极管Q20基极，以及通过电阻R310接地；所述NPN三极管Q20集电极通过电阻R297连接VCC电源正极，并通过串联的电阻R299和电阻R300连接反相施密特触发器U40B的输入端；所述NPN三极管Q20集电极发射极接地；电阻R299和电阻R300的串接点通过电容C300接地；反相施密特触发器U40B的输出端通过电阻R301连接NPN三极管Q19基极，所述NPN三极管Q19基极通过电阻R309接地；所述NPN三极管Q19集电极与锁相环器U27的引脚SIG_in相连接，并通过电阻R296连接3.3V电源Ⅰ正极；所述NPN三极管Q19发射极接地；所述锁相环器U27的引脚C1A通过电容C305连接引脚C1B；所述锁相环器U27的引脚PC2_out通过电阻R325连接引脚VCO_in；所述锁相环器U27的引脚R2通过电阻R333接地；所述锁相环器U27的引脚R1通过电阻R332接地；所述锁相环器U27的引脚DEM_out通过电阻R331接地；所述锁相环器U27的引脚VCO_in通过电容C306接地；所述锁相环器U27的引脚COM_Pin、引脚VCO_out和引脚INH均与处理器相连接；

图5A是本实用新型所述天线电机信号输出模块和触发脉冲控制输出模块的电路原理图、图5B是本实用新型所述调谐电压输出模块的电路原理图，进一步地，所述天线电机信号输出模块包括电阻R339、反相施密特触发器U40F、电阻R342、NPN三极管Q24、二极管D19和二极管D21；所述反相施密特触发器U40F的输入端接收处理器输出的雷达天线电机控制信号，并通过电阻R339连接3.3V电源Ⅰ正极；所述反相施密特触发器U40F的输出端经由电阻R342连接NPN三极管Q24基极；所述NPN三极管Q24集电极连接二极管D19阳极、二极管D21阴极、12V电源正极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q24发射极和所述二极管D21阳极接地；所述二极管D19阴极连接12V电源正极；所述触发脉冲控制输出模块包括电阻R318、电阻R326、反相施密特触发器U40D、反相施密特触发器U40E、电阻R321、电阻R330、NPN三极管Q21、NPN三极管Q22、电阻R315、电阻R316、电阻R323、电阻R324、共阴极双二极管D18、共阳极双二极管D20；所述反相施密特触发器U40D的输入端和所述反相施密特触发器U40E的输入端接收处理器输出的触发脉冲控制信号；所述反相施密特触发器U40D的输入端经由电阻R318接地，所述反相施密特触发器U40D的输出端经由电阻R321连接NPN三极管Q21基极；所述反相施密特触发器U40E的输入端经由电阻R326接地，所述反相施密特触发器U40E的输出端经由电阻R330连接NPN三极管Q21基极；所述NPN三极管Q21的集电极通过相互并联的电阻R315和电阻R316连接12V电源正极；所述NPN三极管Q22的集电极通过相互并联的电阻R323和电阻R324连接12V电源正极；所述NPN三极管Q21的集电极还连接共阴极双二极管D18的其中一阳极、共阳极双二极管D20的其中一阴极、以及雷达天线电机；所述NPN三极管Q22的集电极还连接共阴极双二极管D18的另一阳极、共阳极双二极管D20的另一阴极、以及雷达天线电机；所述共阴极双二极管D18的阴极连接12V电源正极；所述共阳极双二极管D20的阳极接地；所述调谐电压输出模块包括电阻R319、电阻R322、电容C304、电阻R320、电容C303、电阻R317、电阻R329、电阻R327、电阻R328、运算放大器U42B；所述电阻R319一端接收处理器输出的调谐电压信号，另一端经由电阻R320连接运算放大器U42B反相输入端；电阻R319和电阻R320的相接点通过相互并联的电阻R322和电容C304接地；所述运算放大器U42B的反相输入端通过相互并联的电容C303和电阻R317与所述运算放大器U42B的输出端相连接；所述运算放大器U42B的同相输入端通过电阻R328接地，并通过串联的电阻R327和电阻R329连接3.3V电源Ⅰ正极；所述运算放大器U42B的输出端连接雷达接收机；所述雷达天线电机控制信号用于控制雷达天线电机是否旋转，尤其是在初始化过程中控制天线电机停止；所述触发脉冲控制信号用于对触发脉冲信号的脉冲宽度进行控制和调整。

本实用新型所述处理器与幅度调整电路所包括的模拟开关U1相连接，用于控制模拟开关U1的各路开关通道接通状态；所述模拟开关U1采用74HC4052芯片；所述处理器与第一电压跟随电路相连接，用于设置差分放大电路的直流电位；图3中的AD转换芯片U5的引脚D0至引脚D9连接处理器，用于将雷达回波数字信号传输给处理器，处理器可以生成融合了多种数据的雷达图像，并利用第一USB接口传输给计算机；运算放大器U3A采用ADA4891芯片；AD转换芯片U5采用AD9215BCP芯片；图2中的J1为第一USB接口；图2中的网络标号3.3V表示3.3V电源Ⅰ的正极；图2中的网络标号VBUS_3.3V表示3.3V电源Ⅱ的正极；所述USB控制器采用CY7C68013芯片；罗经输出的船舶航向数据经过第一接口模块传输给信号处理单元；GPS接收机输出的船舶位置信息经过第二接口模块传输给信号处理单元；AIS接收机输出的船位、船速、航向等数据经过第三接口模块传输给信号处理单元；计程仪输出的船舶航程数据、船速数据等经过第四接口模块传输给信号处理单元；与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的USB串口转换模块将接收到的串口协议数据(包括罗经输出的船舶航向数据，GPS接收机输出的船舶位置信息，AIS接收机输出的船位、船速、航向等数据，以及计程仪输出的船舶航程数据、船速数据等)转换为USB协议数据并通过第一USB接口传输出去，具体地，第一USB接口可以与计算机等外部设备相连接，进而将上述数据传输给计算机；所述处理器采用FPGA，具体采用XC6SLX100T芯片；反相施密特触发器U7A、U7B、U7C、U7D、U40C、U40A、U40B、U40D、U40E、U40F采用MC74HC14AD芯片；穿心电容C31、C26、C32、C27、C33、C28、C34、C29的接地引线与地连接；光耦合器U8、光耦合器U9、光耦合器U10和光耦合器U11采用PC400芯片；运算放大器U2A采用LMV358芯片；运算放大器U3B、U3C、U3D采用ADA4891芯片；AD转换芯片U5采用AD9215BCP芯片；锁相环器U27采用MC74HC4046芯片；运算放大器U42B采用MC33072芯片。

本实用新型还提供了一种船用导航雷达，包括上述任一项所述的基于USB接口的信号处理单元。

本实用新型提供的基于USB接口的信号处理单元及船用导航雷达，所述信号处理单元具有丰富的接口，满足了提高性能、增加功能的需求，集成度高、尺寸小，硬件配置灵活实用，适于嵌入到紧凑的空间，如小型船舶狭小的驾驶舱；本实用新型能够达到国际海事组织对雷达产品的要求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于USB接口的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元包括：

与具有第一串口的外部设备相连接的第一接口模块；

与具有第二串口的外部设备相连接的第二接口模块；

与具有第三串口的外部设备相连接的第三接口模块；

与具有第四串口的外部设备相连接的第四接口模块；

以及与第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块和第四接口模块相连接的USB串口转换模块；所述USB串口转换模块与第一USB接口相连接，用于将接收到的串口协议数据转换为USB协议数据并通过第一USB接口传输出去。

2.根据权利要求1所述的基于USB接口的信号处理单元，其特征在于所述具有第一串口的外部设备为罗经；所述具有第二串口的外部设备为连接全球定位系统的GPS接收机；所述具有第三串口的外部设备为连接船舶自动识别系统的AIS接收机；所述具有第四串口的外部设备为计程仪；所述信号处理单元还包括用于给信号处理单元供电的电源VCC。

3.根据权利要求2所述的基于USB接口的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括：与雷达接收机相连接，用于对雷达接收机输出的雷达回波信号进行幅度调整、放大和AD转换后发送给处理器的回波信号调节模块。

4.根据权利要求3所述的基于USB接口的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括：用于给第一接口模块、第二接口模块、第三接口模块、第四接口模块、以及USB串口转换模块提供工作电源的第一电源变换模块和第二电源变换模块；所述第一电源变换模块的输入端连接电源VCC，并对电源VCC进行变换后得到3.3V电源Ⅰ；所述第二电源变换模块的输入端连接第一USB接口，并对第一USB接口提供的5V进行变换后得到3.3V电源Ⅱ。

5.根据权利要求4所述的基于USB接口的信号处理单元，其特征在于，

所述第一接口模块包括：反相施密特触发器U7A、电阻R19、光耦合器U8、二极管CR1、电阻R23、穿心电容C31和穿心电容C26；所述反相施密特触发器U7A的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7A的输入端通过电阻R19连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U8的引脚Vo相连接；所述光耦合器U8的引脚AN经过串联的电阻R23和穿心电容C31连接所述罗经；所述光耦合器U8的引脚CN经过穿心电容C26连接所述罗经；所述二极管CR1阴极连接所述光耦合器U8的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U8的引脚CN；

所述第二接口模块包括：反相施密特触发器U7B、电阻R20、光耦合器U9、二极管CR2、电阻R24、穿心电容C32和穿心电容C27；所述反相施密特触发器U7B的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7B的输入端通过电阻R20连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U9的引脚Vo相连接；所述光耦合器U9的引脚AN经过串联的电阻R24和穿心电容C32连接所述GPS接收机；所述光耦合器U9的引脚CN经过穿心电容C27连接所述GPS接收机；所述二极管CR2阴极连接所述光耦合器U9的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U9的引脚CN；

所述第三接口模块包括：反相施密特触发器U7C、电阻R21、光耦合器U10、二极管CR3、电阻R25、穿心电容C33和穿心电容C28；所述反相施密特触发器U7C的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7C的输入端通过电阻R21连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U10的引脚Vo相连接；所述光耦合器U10的引脚AN经过串联的电阻R25和穿心电容C33连接所述AIS接收机；所述光耦合器U10的引脚CN经过穿心电容C28连接所述AIS接收机；所述二极管CR3阴极连接所述光耦合器U10的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U10的引脚CN；

所述第四接口模块包括：反相施密特触发器U7D、电阻R22、光耦合器U11、二极管CR4、电阻R26、穿心电容C34和穿心电容C29；所述反相施密特触发器U7D的输出端与所述USB串口转换模块相连接；所述反相施密特触发器U7D的输入端通过电阻R22连接3.3V电源Ⅰ正极，并与所述光耦合器U11的引脚Vo相连接；所述光耦合器U11的引脚AN经过串联的电阻R26和穿心电容C34连接所述计程仪；所述光耦合器U11的引脚CN经过穿心电容C29连接所述计程仪；所述二极管CR4阴极连接所述光耦合器U11的引脚AN，阳极连接所述光耦合器U11的引脚CN；

所述USB串口转换模块包括型号为FT4232H的USB串口转换芯片U3、型号为93LC46C的EEPROM存储芯片U6、电阻R11、电阻R18；所述USB串口转换芯片U3的引脚ADBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7A的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚BDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7B的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚CDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7C的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚DDBUS1_RXD连接所述反相施密特触发器U7D的输出端；所述USB串口转换芯片U3的引脚EECS连接EEPROM存储芯片U6的引脚CS；所述USB串口转换芯片U3的引脚EECLK连接EEPROM存储芯片U6的引脚CLK；所述USB串口转换芯片U3的引脚EEDATA连接EEPROM存储芯片U6的引脚DI，并通过电阻R11连接EEPROM存储芯片U6的引脚DO；所述EEPROM存储芯片U6的引脚ORG通过电阻R18连接3.3V电源Ⅰ正极；所述USB串口转换芯片U3的引脚DM和引脚DP均与第一USB接口相连接。

6.根据权利要求4所述的基于USB接口的信号处理单元，其特征在于所述回波信号调节模块包括：用于对雷达回波信号进行幅度调整的幅度调整电路、用于对进行幅度调整后的雷达回波信号进行放大的放大电路、连接放大电路的第一滤波电路、连接第一滤波电路的第一电压跟随电路、连接第一电压跟随电路的第二滤波电路、连接第二滤波电路的第二电压跟随电路、连接第二电压跟随电路的第三滤波电路、连接第三滤波电路的差分放大电路、连接差分放大电路的AD转换电路；所述AD转换电路与所述处理器相连接，用于将雷达回波数字信号输出给处理器。

7.根据权利要求6所述的基于USB接口的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括能够输出负5V的供电模块；所述第一电源变换模块得到的3.3V电源Ⅰ还用于给AD转换电路供电；

所述幅度调整电路包括：电容C1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、模拟开关U1、电阻R11和电阻R12；电容C1一端连接雷达接收机，用于接收雷达回波信号，另一端经由电阻R2接地；电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8依次串联构成串联支路，该串联支路并联接在电阻R2两端；电阻R4和电阻R5的串接点与模拟开关U1的引脚B0相连接；电阻R5和电阻R6的串接点与模拟开关U1的引脚B1相连接；电阻R6和电阻R7的串接点与模拟开关U1的引脚B2相连接；电阻R7和电阻R8的串接点与模拟开关U1的引脚B3相连接；所述模拟开关U1的引脚BN连接放大电路；所述模拟开关U1的引脚S0通过电阻R12接地，并与处理器相连接；所述模拟开关U1的引脚S1通过电阻R11接地，并与处理器相连接；

所述放大电路包括：三极管Q1、电阻R13、电阻R15、电阻R16和电容C12；所述三极管Q1的基极通过电阻R13接地，并连接模拟开关U1的引脚BN；所述三极管Q1的集电极通过电阻R14连接电源VCC正极，并与第一滤波电路相连接；所述三极管Q1的发射极通过串联的电阻R15和电阻R16连接所述供电模块的负5V输出端；所述电容C12与所述电阻R16并联；

所述第一滤波电路包括：电容C11、电阻R18、电感L1和电容C13；电容C11一端连接三极管Q1的集电极，另一端通过电阻R18接地，并与电感L1和电容C13构成的LC滤波电路相连接；电感L1和电容C13的相接点连接第一电压跟随电路；

所述第一电压跟随电路包括：运算放大器U3A、电阻R19、运算放大器U2A、电阻R1、电容C2、电阻R3、电容C3、电阻R9、电容C4、电阻R10和电容C5；所述运算放大器U3A的同相输入端连接电感L1和电容C13的相接点，并通过电阻R19连接所述运算放大器U2A的输出端；所述运算放大器U3A的反相输入端直接连接所述运算放大器U3A的输出端；所述运算放大器U2A的反相输入端直接连接所述运算放大器U2A的输出端；所述运算放大器U2A的同相输入端依次经过电阻R10和电容C5构成的RC滤波电路、电阻R9和电容C4构成的RC滤波电路、电阻R3和电容C3构成的RC滤波电路、以及电阻R1和电容C2构成的RC滤波电路后与处理器相连接；所述运算放大器U3A的输出端连接第二滤波电路；

所述第二滤波电路包括：电阻R20、电感L2和电容C20；电阻R20一端连接运算放大器U3A的输出端，另一端与电感L2和电容C20构成的LC滤波电路相连接；电感L2和电容C20的相接点连接第二电压跟随电路；

所述第二电压跟随电路包括：运算放大器U3B；所述运算放大器U3B的同相输入端连接电感L2和电容C20的相接点；所述运算放大器U3B的反相输入端连接所述运算放大器U3B的输出端；

所述第三滤波电路包括：电阻R31、电感L3和电容C30；电阻R31一端连接运算放大器U3B的输出端，另一端与电感L3和电容C30构成的LC滤波电路相连接；电感L3和电容C30的相接点连接第二电压跟随电路；

所述差分放大电路包括：运算放大器U3C、运算放大器U3D、电阻R29、电阻R30、电阻R27和电阻R28；所述运算放大器U3C的同相输入端连接电感L3和电容C30的相接点；所述运算放大器U3C的反相输入端直接连接所述运算放大器U3C的输出端，并通过电阻R29连接运算放大器U3D的反相输入端；所述运算放大器U3D的反相输入端经由电阻R30连接所述运算放大器U3D的输出端；电阻R27和电阻R28相互串联连接在电源VCC正极和地之间构成分压电路，该分压电路的分压点连接运算放大器U3D的同相输入端；所述运算放大器U3C的输出端和所述运算放大器U3D的输出端与AD转换电路相连接；

所述AD转换电路包括：AD转换芯片U5、电容C25、电容C23、电容C18、电容C19、电阻R25、电容C16、电容C21、电容C24、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24和电阻R26；AD转换芯片U5的引脚REFB通过电容C18接地；AD转换芯片U5的引脚REFT通过电容C19接地；电容C25和电容C23相互并联接在AD转换芯片U5的引脚REFB和引脚REFT之间；AD转换芯片U5的引脚PDWN通过电阻R25接地；AD转换芯片U5的引脚AIN+连接所述运算放大器U3C的输出端；AD转换芯片U5的引脚AIN-连接所述运算放大器U3D的输出端；AD转换芯片U5的引脚MODE通过相互并联的电容C16和电阻R21接地，并通过电阻R22连接3.3V电源Ⅰ正极；AD转换芯片U5的引脚SENSE经由电阻R23连接3.3V电源Ⅰ正极，并经由电阻R24接地，以及通过电阻R26连接引脚VREF；所述AD转换芯片U5的引脚D0至引脚D9连接处理器。

8.根据权利要求1或2所述的基于USB接口的信号处理单元，所述信号处理单元与计算机相连接，并包括用于输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号的处理器；所述计算机能够输出控制信号，该控制信号能够控制所述处理器是否输出触发脉冲信号、触发脉冲控制信号、雷达天线电机控制信号和调谐电压信号；其特征在于所述信号处理单元还包括：通过第二USB接口与计算机相连接的USB控制器，该USB控制器接收来自计算机的控制信号并传输给所述处理器。

9.根据权利要求8所述的基于USB接口的信号处理单元，其特征在于所述信号处理单元还包括：

与所述处理器和雷达发射机相连接，用于所述处理器输出的触发脉冲信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给所述雷达发射机的触发脉冲输出模块；

与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对雷达发射机输出的船艏信号进行缓冲处理和AD转换处理后发送给所述处理器的船艏信号输入模块；

与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对雷达发射机输出的天线方位信号进行缓冲处理、AD转换处理和锁相倍频处理后发送给所述处理器的方位信号输入模块；

与雷达天线电机和所述处理器相连接，用于对所述处理器输出的雷达天线电机控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达天线电机的天线电机信号输出模块；

与雷达发射机和所述处理器相连接，用于对所述处理器输出的触发脉冲控制信号进行缓冲处理和驱动处理后发送给雷达发射机的触发脉冲控制输出模块；

以及与所述处理器和雷达接收机相连接，用于对所述处理器输出的调谐电压信号进行放大处理后发送给雷达接收机的调谐电压输出模块。

10.一种船用导航雷达，其特征在于所述船用导航雷达包括权利要求1、2、4、5、6、7或9任一项所述的基于USB接口的信号处理单元。