一种采集脉冲信号的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号采集领域，特别是涉及一种采集脉冲信号的装置。
【背景技术】
[0002] 超声波热量表通过超声波的方法测量流量及显示水流经热交换系统所释放或吸 收热能量的仪表。在具体实施中，超声波热量表的换能器发出的脉冲信号的幅值较低，很容 易被噪声所淹没，因此，目前对于提取脉冲信号主要通过信号放大电路来实现。
[0003] 但是，由于脉冲信号的幅值较低，如果信号放大电路的放大倍数过小，则后级电路 很难提取到有效信号；如果信号放大电路的放大倍数过大，则可能导致有用信号被淹没在 噪声中。
[0004] 由此可见，如何准确提取换能器发出的脉冲信号是本领域技术人员亟待解决的问 题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种采集脉冲信号的装置，用于准确提取换能器发出的脉冲 信号。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种采集脉冲信号的装置，用于超声波热量表 的换能器，包括：
[0007] 前置放大电路，用于采集所述换能器的脉冲信号并将所述脉冲信号进行放大；
[0008] 锁相环电路，用于将所述前置放大电路放大的信号进行滤波；
[0009] 计时芯片，用于对所述锁相环电路滤波后的信号计时；
[0010] 其中，所述前置放大电路的输入端接入一对互为反向的二极管以保证箝位。
[0011] 优选的，所述前置放大电路采用AD8604放大器；
[0012] 其中，所述AD8604放大器包括第一级同向放大电路、第二级同向放大电路、二阶 无限增益多路反馈型带通滤波器和第三级同向放大电路。
[0013] 优选的，所述AD8604放大器的供电电源为3V-5V。
[0014] 优选的，所述锁相环电路采用CMOS锁相环集成电路CD4046 ;
[0015] 其中，所述CMOS锁相环集成电路⑶4046包括相位比较器、压控振荡器和低通滤波 器。
[0016] 优选的，所述脉冲信号的频率为1MHZ。
[0017] 优选的，所述计时芯片为时间数字转换芯片TDC-GP21。
[0018] 本发明所提供的采集脉冲信号的装置，通过前置放大电路将脉冲信号放大至适合 锁相环电路滤波的信号，再通过锁相环电路对信号滤波后传输至计时芯片从而实现对脉冲 信号的采集。由于该装置存在锁相环电路，在放宽通频带使通过频率为中心频率±4%的情 况下，可以将幅值在300mV以上的1MHZ信号滤出。考虑输入信号为mV级，所以前置放大电 路的放大倍数只要40dB以上即可提取信号，而现有技术中由于没有锁相环电路，其放大电 路的放大倍数要60dB以上才能提取到信号。因此相对于现有技术中只采用信号放大电路 来讲，前置放大电路的放大倍数可以不用过大，这就有效避免了脉冲信号被淹没在噪声中。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的 介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人 员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明提供的一种采集脉冲信号的装置的结构图；
[0021] 图2为本发明提供的一种前置放大电路的电路图；
[0022] 图3为本发明提供的一种锁相环电路的电路图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护范围。
[0024]本发明的核心是提供一种采集脉冲信号的装置。
[0025]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。
[0026]图1为本发明提供的一种采集脉冲信号的装置的结构图。如图1所示，采集脉冲 信号的装置，用于超声波热量表的换能器，包括：
[0027] 前置放大电路10,用于采集换能器的脉冲信号并将脉冲信号进行放大。锁相环电 路11，用于将前置放大电路放大的信号进行滤波。计时芯片12,用于对锁相环电路滤波后 的信号计时。其中，前置放大电路10的输入端接入一对互为反向的二极管以保证箝位。
[0028]在具体实施中，超声波的换能器输出脉冲信号后，将该信号传输至前置放大电路 10的输入端。由于该脉冲信号的幅值只有毫伏级，必须经过信号放大后，后续电路才能够处 理。前置放大电路10对获取到的脉冲信号进行放大以保证锁相环电路11能够处理，锁相 环电路11对前置放大电路放大后的信号进行滤波，然后将滤波后的信号发送至计时芯片 中，计时芯片通过对信号计时，然后传输至单片机等数据处理装置中，以实现对脉冲信号的 米集。
[0029]本实施例提供的采集脉冲信号的装置，通过前置放大电路将脉冲信号放大至适合 锁相环电路滤波的信号，再通过锁相环电路对信号滤波后传输至计时芯片从而实现对脉冲 信号的采集。由于该装置存在锁相环电路，因此相对于现有技术中只采用信号放大电路来 讲，前置放大电路的放大倍数可以不用过大，这就有效避免了脉冲信号被淹没在噪声中。
[0030] 图2为本发明提供的一种前置放大电路的电路图。作为一种优选的实施方式，所 述前置放大电路采用AD8604放大器；
[0031]其中，所述AD8604放大器包括第一级同向放大电路100、第二级同向放大电路 101、二阶无限增益多路反馈型带通滤波器102和第三级同向放大电路103。
[0032]在具体实施中，考虑到换能器的输出阻抗较大，因此前置放大电路必须要有足够 大的输入阻抗，因此本发明采用AD8604放大器，该放大器为四通道、轨到轨输入和输出、单 电源放大器，具有极低的失调电压和宽信号带宽。无需激光调整便可达到出色的性能。并 且AD8604增益带宽积为8MHz，压摆率为5V/ys。完全满足要求电路上采取两级放大后，经 过带通滤波器滤波后再经过一级放大送往锁相环电路.如图1所示，前置放大电路的输入 端接入一对互为反向的二极管D1和D2以保证箝位。该放大器的每级放大倍数具体为：
[0033] 第一级同向放大电路100的放大电路由公￥
【主权项】
1. 一种采集脉冲信号的装置，用于超声波热量表的换能器，其特征在于，包括： 前置放大电路，用于采集所述换能器的脉冲信号并将所述脉冲信号进行放大； 锁相环电路，用于将所述前置放大电路放大的信号进行滤波； 计时芯片，用于对所述锁相环电路滤波后的信号计时； 其中，所述前置放大电路的输入端接入一对互为反向的二极管以保证箝位。
2. 根据权利要求1所述的采集脉冲信号的装置，其特征在于，所述前置放大电路采用 AD8604放大器； 其中，所述AD8604放大器包括第一级同向放大电路、第二级同向放大电路、二阶无限 增益多路反馈型带通滤波器和第三级同向放大电路。
3. 根据权利要求2所述的采集脉冲信号的装置，其特征在于，所述AD8604放大器的供 电电源为3V-5V。
4. 根据权利要求2所述的采集脉冲信号的装置，其特征在于，所述锁相环电路采用 CMOS锁相环集成电路⑶4046 ; 其中，所述CMOS锁相环集成电路⑶4046包括相位比较器、压控振荡器和低通滤波器。
5. 根据权利要求4所述的采集脉冲信号的装置，其特征在于，所述脉冲信号的频率为 IMHZo
6. 根据权利要求1至5任意一项所述的采集脉冲信号的装置，其特征在于，所述计时芯 片为时间数字转换芯片TDC-GP21。
【专利摘要】本发明公开了一种采集脉冲信号的装置，用于超声波热量表的换能器，包括：前置放大电路，用于采集所述换能器的脉冲信号并将所述脉冲信号进行放大；锁相环电路，用于将所述前置放大电路放大的信号进行滤波；计时芯片，用于对所述锁相环电路滤波后的信号计时。其中，所述前置放大电路的输入端接入一对互为反向的二极管以保证箝位。由于该装置存在锁相环电路，因此相对于现有技术中只采用信号放大电路来讲，前置放大电路的放大倍数可以不用过大，这就有效避免了脉冲信号被淹没在噪声中。
【IPC分类】H03L7-08, H03L7-099
【公开号】CN104868908
【申请号】CN201510296344
【发明人】刘革, 张岩, 赵禺
【申请人】吉林省安亿家热能计量有限责任公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月2日