一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统技术方案

本发明专利技术提出了一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，利用减法器原理+反馈调节+滤波整形的优化方式，设计一种全新的转化电路，所述系统包括依次连接的小波模拟信号输入模块、屏蔽层模块、可调差模放大电路、RC滤波网络模块、延迟比较模块、光耦隔离模块、后端处理器；本发明专利技术系统的电路适用于不同输出阻抗的小波模拟信号以及电磁干扰环境下的信号转换电路，广泛使用于各类流量传感器及其他小波输出的传感器设备。传感器设备。传感器设备。

【技术实现步骤摘要】
一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统


[0001]本专利技术属于模拟信号转换处理
，具体地说，涉及一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统。

技术介绍

[0002]目前工业上通用的流量传感器主要分为以下几大类：
[0003]1.差压式流量计：主要利用管内流体通过节流装置时，其流量与节流装置前后的压差有一定的关系。
[0004]2.容积式流量计：主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累积的原理。属于这类流量计的有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计。
[0005]3.其它类型流量计：如基于电磁感应原理的电磁流量计等。以电磁流量计为例子，是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的装置。
[0006]4.速度式流量计：主要利用管内流体的速度来推动叶轮旋转，叶轮的转速和流体的流速成正比。属于这类流量计的有涡轮式流量计，机载燃油流量传感器即主要采用该种原理。
[0007]测量流速方法是将叶轮安装供油管路中，流过管路的燃油便推动叶轮转动，将燃油流速转换为叶轮转速：即单位时间内叶轮转动圈数。如果叶轮在导管中固定不动，流体流过叶片时将受到阻力。则当流体离开叶片时，将产生一个切向速度，可以定性的看出，叶轮将流速转换为叶轮转速，流速越大，叶轮转速越大，单位时间内转动圈数越多。同时，燃油的体积流量和燃油的平均流速成正比，理想情况下叶轮转速和燃油体积流量成正比关系，通过转速测量可求得燃油体积流量。
[0008]实际的使用过程中，这种感应式流量传感器输出的信号为小波模拟信号，信号幅度小，传输距离长，很容易受到电磁或功率地噪声干扰，使得后端采集的信号无法获得真实的频率信息，甚至信号完全失真。但仅通过增加流量传感器的磁场强度或者其他方式增大模拟信号的强度，往往效果不佳，同时也会同步放大干扰信号，使得更容易受到干扰。故需要在其流量传感器等小波模拟信号的后端采集电路进行抗电磁兼容方法专利技术，解决测量精度和可靠性问题。
[0009]现有的小波模拟信号转换方法，由于小波模拟信号通常带有不同的输出阻抗，需要后端的采集转换电路有很大的输入阻抗，故通常采用同相放大+滤波+整形的电路设计方法，同相放大器的输入阻抗无穷大，有较大的共模电压，抗电磁、地噪声的能力相对较弱，一般会在后端增加滤波电路，但对于频率特征相同或相近的干扰源或地噪声，该电路就失去信号转换和测量的功能。而在有些复杂工业环境下应用的小波模拟信号转换电路，采用反向放大原理，抗干扰能力较强，但由于其输入阻抗很小，不适用大部分实际的小波模拟信号的接口，即只能应用于较为理想的信号发生源，应用范围较窄。

技术实现思路

[0010]本专利技术针对现有技术适用不同输出阻抗范围窄，精度低等问题，提出了一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，本专利技术不使用通用的反向放大转换原理，也不采用同相放大+滤波整形的电路设计，而是利用减法器原理+反馈调节+滤波整形的优化方式，专利技术一种全新的转换电路，包括依次连接的小波模拟信号输入模块、屏蔽层模块、可调差模放大电路、RC滤波网络模块、延迟比较模块、光耦隔离模块、后端处理器；本专利技术系统的电路适用于不同输出阻抗的小波模拟信号以及电磁干扰环境下的信号转换电路，广泛使用于各类流量传感器及其他小波输出的传感器设备。
[0011]本专利技术的具体实现内容如下：
[0012]本专利技术提出了一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，包括依次连接的小波模拟信号输入模块、屏蔽层模块、可调差模放大电路、RC滤波网络模块、延迟比较模块、光耦隔离模块、后端处理器。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述屏蔽层模块包括2根单芯屏蔽线，所述小波模拟信号输入模块通过2根单芯屏蔽线与可调差模放大电路连接。
[0014]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述可调差模放大电路包括运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R12；
[0015]所述运算放大器U1A的3号正极输入端连接电阻R1后与屏蔽层模块的正极输入端连接；所述运算放大器U1A的2号负极输入端连接电阻R2后与屏蔽层模块的负极输入端连接；所述运算放大器U1A的1号输出端与RC滤波网络模块连接；所述电阻R3连接在运算放大器U1A的2号负极输入端和1号输出端之间；
[0016]所述电阻R12接地后与运算放大器U1A的2号正极输入端连接。
[0017]为了更好地实现本专利技术，进一步地，还包括电阻R13、电阻R14，数字开关S1；
[0018]所述电阻13、电阻R14与电阻R3并联，且将数字开关S1与电阻R14、电阻R13的输出端连接，用于控制电阻13、电阻R14与电阻R3之间并联的开启和关闭；
[0019]所述数字开关S1的开关控制端与所述后端处理器连接。
[0020]为了更好地实现本专利技术，进一步地，还包括电阻组、数字开关S1；所述电阻组包括多个电阻，电阻组中的多个电阻分别与电阻R3并联，且与数字开关S1连接，由数字开关S1控制电阻组中的多个电阻与电阻R3之间并联的开启和关闭；
[0021]所述数字开关S1的开关控制端与所述后端处理器连接。
[0022]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述RC滤波网络模块包括电阻R4、电容C1、电容C2；
[0023]所述电阻R4与电容C2串联，电阻R4的输入端与可调差模放大电路的输出端连接，
[0024]电容C2的输出端与延迟比较模块的输入端连接；
[0025]所述电容C1接地后连接在电阻R4和电容C2之间。
[0026]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述延迟比较模块包括运算放大器U1B、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻R9；
[0027]所述电阻R9输入端与电容C2连接，输出端与运算放大器U1B的6号负极输入端连接；所述电阻R8接地后连接在运算放大器U1B的6号负极输入端；
[0028]所述电阻R7接地后与运算放大器U1B的5号正极输入端连接；所述电阻R5连接在运
算放大器U1B的5号正极输入端与7号输出端之间；
[0029]所述运算放大器U1B的7号输入端与所述光耦隔离模块的输入端连接。
[0030]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述光耦隔离模块包括光电耦合器U2、二极管D1、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电容C3；
[0031]所述二极管D1的输入端与所述延迟比较模块的输出端连接，二极管D1的输出端连接电阻R6后与光电耦合器U2发光二极管的1号输入端连接；所述光电耦合器U2发光二极管的2号引脚接地；
[0032]所述光电耦合器U2光敏二极管的4号输出端连接电阻R11后与后端处理器连接；所述电阻R10连接5V电源后与光电耦合器U2光敏二极管的4号输出端连接；
[0033]所述光电耦合器U2光敏二极管的3号输出端接地；
[0034]所述电容C3接地后连接在电阻R11的输出端。
[0035]本专利技术与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
[0036]本专利技术系统的电路适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，其特征在于，包括依次连接的小波模拟信号输入模块、屏蔽层模块、可调差模放大电路、RC滤波网络模块、延迟比较模块、光耦隔离模块、后端处理器。2.如权利要求1所述的一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，其特征在于，所述屏蔽层模块包括2根单芯屏蔽线，所述小波模拟信号输入模块通过2根单芯屏蔽线与可调差模放大电路连接。3.如权利要求1所述的一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，其特征在于，所述可调差模放大电路包括运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R12；所述运算放大器U1A的3号正极输入端连接电阻R1后与屏蔽层模块的正极输入端连接；所述运算放大器U1A的2号负极输入端连接电阻R2后与屏蔽层模块的负极输入端连接；所述运算放大器U1A的1号输出端与RC滤波网络模块连接；所述电阻R3连接在运算放大器U1A的2号负极输入端和1号输出端之间；所述电阻R12接地后与运算放大器U1A的2号正极输入端连接。4.如权利要求3所述的一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，其特征在于，还包括电阻组、数字开关S1；所述电阻组包括多个电阻，电阻组中的多个电阻分别与电阻R3并联，且与数字开关S1连接，由数字开关S1控制电阻组中的多个电阻与电阻R3之间并联的开启和关闭；所述数字开关S1的开关控制端与所述后端处理器连接。5.如权利要求3所述的一种抗电磁干扰的小波模拟信号转化系统，其特征在于，还包括电阻R13、电阻R14，数字开关S1；所述电阻13、电阻R14与电阻R3并联，且将数字开关S1与电阻R14、电阻R13的输出端连接，用于控制电阻13、电阻R14与电阻R3之间并联的开启和关闭；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思宇，樊伟，李霞，
申请(专利权)人：四川泛华航空仪表电器有限公司，
类型：发明
国别省市：