手机探测门信号处理系统技术方案

本发明专利技术属于手机检测技术领域，具体涉及一种手机探测门信号处理系统。本发明专利技术中描述的手机探测门信号处理系统采用闭环结构，前向通道上积分放大环节的增益可视为无穷大，传感器探头实际上工作在“零磁场”条件下，反馈电流产生的磁场和环境磁场大小相等方向相反。整个系统的信号梯度主要取决于反馈系数的大小，具有良好的线性度。由于数字逻辑的特点，和模拟系统相比，基于FPGA的设计有着优秀的温度稳定性，可移植性，且易于小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于手机检测
，具体涉及一种手机探测门信号处理系统。
技术介绍
越来越多的保密场合需要对于手机等通讯录音功能设备进行排查，手机检测门应运而生。现有的手机检测门主要分为主动式和被动式两种。主动式手机检测门采用了金属探测门的电涡流原理，缺点是电磁辐射超标，无法排除钥匙，皮带等金属物的误报。而被动式手机检测门则主要采用磁通门传感器技术，配合一定的软件智能算法提高了准确率，并且对人体安全没有任何辐射。磁通门传感器通常用于静态或者低频变化的弱磁检测，拥有其他磁敏元件难以媲美的灵敏度和可靠性，适用于地磁或人体磁场的检测。磁通门探头的输出主要是激励的二次谐波，需要把它转变成与被测磁场成线性关系的直流电压信号。传统的磁通门信号处理电路主要采用模拟元器件，制作复杂，成本高，且很难小型化，可移植性也很差。并且在开环方式下，由于铁芯磁导率随温度的变化很大，磁通门的灵敏度变化也很大，温度性能易受影响，抗干扰性能不好，测量精度低，并不能满足手机探测门的应用环境和市场需求。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：为了提高手机探测门的测量精度和产品性能，如何提供一种基于FPGA的手机探测门信号数字处理系统。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供一种手机探测门信号处理系统，其包括：传感器激励源模块、磁通门信号调理采集模块、负反馈回路模块；所述传感器激励源模块包括实现于FPGA内的正弦激励发生电路和外部DAC单元；所述磁通门信号调理采集模块包括外部高速ADC单元，以及实现于FPGA内的AD接口单元、选频放大单元、相敏整流单元；所述负反馈回路模块包括积分器、D/A接口单元、高速DAC单元，以及反馈网络；所述外部高速ADC用于将磁通门传感器的模拟信号转换为数字信号；所述实现于FPGA内的AD接口单元用于将串行数据转换成并行数据；所述选频放大电路用于选出传感器输出信号的二次谐波并放大；所述相敏整流电路用于将放大后的二次谐波转换成直流电压信号，并抑制或消除奇次谐波和直流分量无用信号的影响；所述负反馈模块采用高开环放大倍数的闭环测量电路来获得很好的线性输出信号，并提高零点和灵敏度的稳定性；其中，信号经积分器积分后进行DA转换，通过反馈网络送回传感器的测量线圈，保证传感器处于零磁场工作方式，积分器的输出就是与被测磁场成线性关系的电压信号。(三)有益效果本专利技术中描述的手机探测门信号处理系统采用闭环结构，前向通道上积分放大环节的增益可视为无穷大，传感器探头实际上工作在“零磁场”条件下，反馈电流产生的磁场和环境磁场大小相等方向相反。整个系统的信号梯度主要取决于反馈系数的大小，具有良好的线性度。由于数字逻辑的特点，和模拟系统相比，基于FPGA的设计有着优秀的温度稳定性，可移植性，且易于小型化。附图说明图1为本专利技术技术方案原理示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。为解决现有技术的问题，本专利技术提供一种手机探测门信号处理系统，其包括：传感器激励源模块、磁通门信号调理采集模块、负反馈回路模块；如图1所示，所述传感器激励源模块包括实现于FPGA内的正弦激励发生电路和外部DAC单元；所述磁通门信号调理采集模块包括外部高速ADC单元，以及实现于FPGA内的AD接口单元、选频放大单元、相敏整流单元；所述负反馈回路模块包括积分器、D/A接口单元、高速DAC单元，以及反馈网络；所述外部高速ADC用于将磁通门传感器的模拟信号转换为数字信号；所述实现于FPGA内的AD接口单元用于将串行数据转换成并行数据；所述选频放大电路用于选出传感器输出信号的二次谐波并放大；所述相敏整流电路用于将放大后的二次谐波转换成直流电压信号，并抑制或消除奇次谐波和直流分量无用信号的影响；所述负反馈模块采用高开环放大倍数的闭环测量电路来获得很好的线性输出信号，并提高零点和灵敏度的稳定性；其中，信号经积分器积分后进行DA转换，通过反馈网络送回传感器的测量线圈，保证传感器处于零磁场工作方式，积分器的输出就是与被测磁场成线性关系的电压信号。本专利技术中描述的手机探测门信号处理系统采用闭环结构，前向通道上积分放大环节的增益可视为无穷大，传感器探头实际上工作在“零磁场”条件下，反馈电流产生的磁场和环境磁场大小相等方向相反。整个系统的信号梯度主要取决于反馈系数的大小，具有良好的线性度。由于数字逻辑的特点，和模拟系统相比，基于FPGA的设计有着优秀的温度稳定性，可移植性，且易于小型化。下面结合具体实施例来详细描述本专利技术。实施例1本实施例中，被动式手机检测门是采用磁通门传感器技术探测通讯录音设备中残留的磁通量，并且根据磁场分布特征区分被测物，从而达到对待检设备的排查。由此，本实施例提供一种传感器信号处理电路，其基本结构如图1所示。本实施例的技术方案功能上包括：传感器激励源模块、磁通门信号调理采集模块、负反馈回路模块。FPGA内的正弦激励发生电路和外部DAC一起构成传感器激励源模块。高速ADC和FPGA内的A/D接口、选频放大、相敏整流构成磁通门信号调理采集模块。积分放大、D/A接口、高速DAC，以及反馈网络共同构成了负反馈模块。系统工作时，在激励信号的驱动下，磁通门探头的感应线圈感应环境磁场大小，产生磁通门信号，经隔直滤波后通过高速ADC芯片转换成串行数据送FPGA的处理。在FPGA中，ADC芯片采集到的串行数据先转换成并行数据，然后通过选频放大，相敏整流后得到直流信号。再经过积分放大后经D/A接口转换成串行数据送到高速DAC芯片转换成模拟信号，经反馈电阻反馈到磁通门探头的补偿线圈，抵消环境磁场。本实施例的磁通门传感器采用三轴磁通门传感器，既能测量磁场大小，又能测量方向。磁通门激励信号由FPGA输出正弦数字信号产生，频率约为5kHz，FPGA的工作时钟为50MHz，速度相对较低，且精度要求不高，故DAC采用12位并口DA1210芯片。在该设计中，FPGA芯片选用ALTERA公司CYCLONEⅢ系列的EP3C40F484C6，工作速度快，可定义引脚丰富，逻辑单元数量可观，性价比高。在闭环系统的前向通道中，A/D模块是偏差检测环节，对传感器探头输出进行采样。在该设计中，二次谐波一个周期采用150个点，即ADC采样频率...

【技术保护点】
一种手机探测门信号处理系统，其特征在于，其包括：传感器激励源模块、磁通门信号调理采集模块、负反馈回路模块；所述传感器激励源模块包括实现于FPGA内的正弦激励发生电路和外部DAC单元；所述磁通门信号调理采集模块包括外部高速ADC单元，以及实现于FPGA内的AD接口单元、选频放大单元、相敏整流单元；所述负反馈回路模块包括积分器、D/A接口单元、高速DAC单元，以及反馈网络；所述外部高速ADC用于将磁通门传感器的模拟信号转换为数字信号；所述实现于FPGA内的AD接口单元用于将串行数据转换成并行数据；所述选频放大电路用于选出传感器输出信号的二次谐波并放大；所述相敏整流电路用于将放大后的二次谐波转换成直流电压信号，并抑制或消除奇次谐波和直流分量无用信号的影响；所述负反馈模块采用高开环放大倍数的闭环测量电路来获得很好的线性输出信号，并提高零点和灵敏度的稳定性；其中，信号经积分器积分后进行DA转换，通过反馈网络送回传感器的测量线圈，保证传感器处于零磁场工作方式，积分器的输出就是与被测磁场成线性关系的电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种手机探测门信号处理系统，其特征在于，其包括：传感器激励源
模块、磁通门信号调理采集模块、负反馈回路模块；
所述传感器激励源模块包括实现于FPGA内的正弦激励发生电路和外部
DAC单元；
所述磁通门信号调理采集模块包括外部高速ADC单元，以及实现于
FPGA内的AD接口单元、选频放大单元、相敏整流单元；
所述负反馈回路模块包括积分器、D/A接口单元、高速DAC单元，以及
反馈网络；
所述外部高速ADC用于将磁通门传感器的模拟信号转换为数字信号；
所述实现于F...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁洁，徐圆飞，何竞择，刘晓超，刘念，崔磊，田子夜，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11