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CN101155000B - 一种强抗干扰的中频信号调理装置 - Google Patents

一种强抗干扰的中频信号调理装置 Download PDF

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CN101155000B CN2007100307005A CN200710030700A CN101155000B CN 101155000 B CN101155000 B CN 101155000B CN 2007100307005 A CN2007100307005 A CN 2007100307005A CN 200710030700 A CN200710030700 A CN 200710030700A CN 101155000 B CN101155000 B CN 101155000B
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王桂棠
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Abstract

本发明是一种用于强干扰场合的中频信号调理装置。包括有放大器(1)、整流器(2)、滤波及放大电路(3)、三角波发生器(4)、PWM合成电路(5)、差动输出电路(6)，其中放大器(1)的输入端与中频信号的输入口连接，整流器(2)的输入端与放大器(1)的输出端连接，滤波及放大电路(3)的输入端与整流器(2)的输出端连接，滤波及放大电路(3)的输出端及三角波发生器(4)的输出端与PWM合成电路(5)的输入端连接，PWM合成电路(5)的输出端与差动输出电路(6)的输入端连接。本发明不仅可以提高小信号时的抗干扰能力，还可以有效避免某些特定频率干扰信号的干扰。本发明结构简单、使用方便、转换速度快、精度较高，可以应用到各种需要强抗干扰的交流和直流信号传输的场合。

Description

一种强抗干扰的中频信号调理装置
技术领域：
本发明是一种用于强干扰场合的中频信号调理装置，属于强抗干扰的中频信号调理装置的改造技术。
背景技术：
在医疗设备和核磁检测设备等具有中频磁场等干扰信号的场合，计算机等控制设备需要远离干扰源，一些现场的检测信号在传输时也会受到严重的干扰。为了使信号可靠传输，特别在较长距离时，必须克服这种干扰。现有的处理方法可有如下几种：1)采用直接中频信号的传输，由A/D转换后直接进行数字处理，但如有多路信号检测，则A/D转换器和计算机的速度都要求较高，难以达到。2)采用中频信号精密全波整流后，直接进行传输，但在检测小信号时，会受到较大的影响。3)采用中频信号精密全波整流后，将其进行V/F转换，变为频率信号传送，但在变为某一频率信号时，也会受到较大的干扰影响。
发明内容：
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种不仅可以提高小信号时的抗干扰能力，还可以避免某些特定干扰频率的强抗干扰的中频信号调理装置。本发明结构简单、使用方便、转换速度快、精度较高。可以应用到各种需要强抗干扰的交流和直流信号传输的场合。
本发明的原理框图如图1所示，包括有放大器、整流器、滤波及放大电路、三角波发生器、PWM合成电路、差动输出电路，其中将信号放大的放大器的输入端与中频信号的输入口连接，将信号变为直流信号的整流器的输入端与放大器的输出端连接，将信号变为平稳的直流信号的滤波及放大电路的输入端与整流器的输出端连接，滤波及放大电路的输出端及三角波发生器的输出端与将信号合成为占空比根据直流信号大小可变的信号的PWM合成电路的输入端连接，PWM合成电路的输出端与将信号差动放大输出、提高信号的抗干扰能力的差动输出电路的输入端连接。
上述放大器包括有放大器U1、电阻R1、R2、电容C1、可变电阻WR1，其中放大器U1的正输入端及负输入端分别通过电阻R1、R2与中频信号的输入口连接，电阻R17分别与放大器U1的正输入端及电源地连接，电容C1及可变电阻WR1并联在放大器U1的负输入端与输出端之间。
上述整流器包括有放大器U2A、U2B、电阻R3～R9、电容C2、二极管D1、D2，其中放大器U2A、U2B的正输入端分别通过电阻R4、R8与放大器U1的输出端连接，放大器U2A的负输入端过电阻R3接地，电阻R6与二极管D1组成的串联电路及电阻R5与二极管D2组成的串联电路并联在放大器U2A的负输入端与输出端之间，放大器U2B的负输入端通过电阻R7与二极管D2的阳极连接，电容C2及电阻R9并联在放大器U2B的负输入端与输出端之间。
上述滤波及放大电路包括有放大器U3B，电阻R10、R11、R12，电容C3、C4、C5，可变电阻WR3，其中放大器U3B的正输入端通过电阻R12接地，负输入端通过电阻R11与放大器U2B的输出端连接及分别与电容C3、C4的一端连接，电容C3、C4的另一端接地；电容C5及可变电阻WR3并联在放大器U3B的负输入端与输出端之间。
上述三角波发生器包括有放大器U3C、U3D，电阻R13、R14、R15，电容C6，可变电阻WR4，其中放大器U3C的正输入端及放大器U3D的负输入端接地，放大器U3C的负输入端通过可变电阻WR4及电阻R15与放大器U3D的输出端连接，电容C6并联在放大器U3C的负输入端与输出端之间，电阻R14并联在放大器U3D的正输入端与输出端之间，电阻R13并联在放大器U3D的正输入端与放大器U3C的输出端之间。
上述PWM合成电路为放大器U3A。
上述差动输出电路包括有差动器U4及电阻R16，差动器U4的输入端通过电阻R16与放大器U3A的输出端连接。
本发明由于采用包括有放大器、整流器、滤波及放大电路、三角波发生器、PWM合成电路、差动输出电路的结构，中频信号经放大器后将输出信号送到整流器，变为直流信号，再通过滤波及放大电路输出为平稳的直流信号，滤波及放大电路的输出与频率发生器的输出经PWM合成电路合成为占空比根据直流信号大小可变的信号，最后经过差动输出电路的差动放大输出，进一步提高信号的抗干扰能力。因此，本发明不仅可以提高小信号时的抗干扰能力，还可以避免某些特定干扰频率强抗干扰。本发明结构简单、使用方便、转换速度快、精度较高，可以应用到各种需要强抗干扰的交流和直流信号传输的场合。本发明是一种方便实用的强抗干扰的中频信号调理装置。
附图说明：
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的电路图。
具体实施方式：
实施例：
本发明的原理框图如图1所示，包括有放大器1、整流器2、滤波及放大电路3、三角波发生器4、PWM合成电路5、差动输出电路6，其中放大器1的输入端与中频信号的输入口连接，整流器2的输入端与放大器1的输出端连接，滤波及放大电路3的输入端与整流器2的输出端连接，滤波及放大电路3的输出端及三角波发生器4的输出端与PWM合成电路5的输入端连接，PWM合成电路5的输出端与差动输出电路6的输入端连接。
本发明的电路图如图2所示，本实施例中，上述放大器1包括有放大器U1、电阻R1、R2、电容C1、可变电阻WR1，其中放大器U1的正输入端及负输入端分别通过电阻R1、R2与中频信号的输入口连接，电阻R17分别与放大器U1的正输入端及电源地连接，电容C1及可变电阻WR1并联在放大器U1的负输入端与输出端之间。
上述整流器2包括有放大器U2A、U2B、电阻R3～R9、电容C2、二极管D1、D2，其中放大器U2A、U2B的正输入端分别通过电阻R4、R8与放大器U1的输出端连接，放大器U2A的负输入端过电阻R3接地，电阻R6与二极管D1组成的串联电路及电阻R5与二极管D2组成的串联电路并联在放大器U2A的负输入端与输出端之间，放大器U2B的负输入端通过电阻R7与二极管D2的阳极连接，电容C2及电阻R9并联在放大器U2B的负输入端与输出端之间。
上述滤波及放大电路3包括有放大器U3B，电阻R10、R11、R12，电容C3、C4、C5，可变电阻WR3，其中放大器U3B的正输入端通过电阻R12接地，负输入端通过电阻R11与放大器U2B的输出端连接及分别与电容C3、C4的一端连接，电容C3、C4的另一端接地；电容C5及可变电阻WR3并联在放大器U3B的负输入端与输出端之间。
上述三角波发生器4包括有放大器U3C、U3D，电阻R13、R14、R15，电容C6，可变电阻WR4，其中放大器U3C的正输入端及放大器U3D的负输入端接地，放大器U3C的负输入端通过可变电阻WR4及电阻R15与放大器U3D的输出端连接，电容C6并联在放大器U3C的负输入端与输出端之间，电阻R14并联在放大器U3D的正输入端与输出端之间，电阻R13并联在放大器U3D的正输入端与放大器U3C的输出端之间。
上述PWM合成电路5为放大器U3A。
上述差动输出电路6包括有差动器U4及电阻R16，差动器U4的输入端通过电阻R16与放大器U3A的输出端连接。
本发明工作时，中频信号经放大器1后将输出信号送到精密全波整流器2，变为直流信号，再通过滤波及放大电路3输出为平稳的直流信号，三角波发生器4的频率可以避开产生干扰的频率区间，滤波及放大电路4的输出与三角波发生器4的输出经PWM合成电路5合成为占空比根据直流信号大小可变的信号，最后经过差动输出电路6的差动放大输出，进一步提高信号的抗干扰能力。在计算机端，可以采用定时检测的方法，得到信号的占空比，从而检测到中频信号的有效值。

Claims (7)

1.一种强抗干扰的中频信号调理装置，其特征在于包括有放大器(1)、整流器(2)、滤波及放大电路(3)、三角波发生器(4)、PWM合成电路(5)、差动输出电路(6)，其中将信号放大的放大器(1)的输入端与中频信号的输入口连接，将信号变为直流信号的整流器(2)的输入端与放大器(1)的输出端连接，将信号变为平稳的直流信号的滤波及放大电路(3)的输入端与整流器(2)的输出端连接，滤波及放大电路(3)的输出端及三角波发生器(4)的输出端与将信号合成为占空比根据直流信号大小可变的信号的PWM合成电路(5)的输入端连接，PWM合成电路(5)的输出端与将信号差动放大输出、提高信号的抗干扰能力的差动输出电路(6)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的强抗干扰的中频信号调理装置，其特征在于上述放大器(1)包括有放大器U1、电阻R1、R2、电容C1、可变电阻WR1，其中放大器U1的正输入端及负输入端分别通过电阻R1、R2与中频信号的输入口连接，电阻R17分别与放大器U1的正输入端及电源地连接，电容C1及可变电阻WR1并联在放大器U1的负输入端与输出端之间。
3.根据权利要求2所述的强抗干扰的中频信号调理装置，其特征在于上述整流器(2)包括有放大器U2A、U2B、电阻R3～R9、电容C2、二极管D1、D2，其中放大器U2A、U2B的正输入端分别通过电阻R4、R8与放大器U1的输出端连接，放大器U2A的负输入端过电阻R3接地，电阻R6与二极管D1组成的串联电路及电阻R5与二极管D2组成的串联电路并联在放大器U2A的负输入端与输出端之间，放大器U2B的负输入端通过电阻R7与二极管D2的阳极连接，电容C2及电阻R9并联在放大器U2B的负输入端与输出端之间。
4.根据权利要求3所述的强抗干扰的中频信号调理装置，其特征在于上述滤波及放大电路(3)包括有放大器U3B，电阻R10、R11、R12，电容C3、C4、C5，可变电阻WR3，其中放大器U3B的正输入端通过电阻R12接地，负输入端通过电阻R11与放大器U2B的输出端连接及分别与电容C3、C4的一端连接，电容C3、C4的另一端接地；电容C5及可变电阻WR3并联在放大器U3B的负输入端与输出端之间。
5.根据权利要求4所述的强抗干扰的中频信号调理装置，其特征在于上述三角波发生器(4)包括有放大器U3C、U3D，电阻R13、R14、R15，电容C6，可变电阻WR4，其中放大器U3C的正输入端及放大器U3D的负输入端接地，放大器U3C的负输入端通过可变电阻WR4及电阻R15与放大器U3D的输出端连接，电容C6并联在放大器U3C的负输入端与输出端之间，电阻R14并联在放大器U3D的正输入端与输出端之间，电阻R13并联在放大器U3D的正输入端与放大器U3C的输出端之间。
6.根据权利要求5所述的强抗干扰的中频信号调理装置，其特征在于上述PWM合成电路(5)为放大器U3A。
7.根据权利要求6所述的强抗干扰的中频信号调理装置，其特征在于上述差动输出电路(6)包括有差动器U4及电阻R16，差动器U4的输入端通过电阻R16与放大器U3A的输出端连接。
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