一种焙烧炉红外光识别装置用电流波形可调信号处理系统的制作方法

本发明涉及的是一种处理系统，具体的说，是一种焙烧炉红外光识别装置用电流波形可调信号处理系统。

背景技术：

在炭素焙烧炉控制系统中按工艺要求，火焰系统设备在焙烧炉上需要按温度和时间曲线从一个炉室移动到另一个炉室进行工作，而传统的炭素焙烧炉控制系统炉室识别均是采用有线插头方式来实现的。由于这些火焰系统设备需要经常在焙烧炉上移动，而在移动时就必须要插拔所连接的电缆头，因此经常会导致电缆和接插件出现诸如接触不良、断线等诸多问题，从而导致监控系统不知火焰系统各设备所在炉室的工作位置，进而影响工艺参数的实时存储和历史数据的查询。

随着科技的不断发展，红外光自动识别装置被广泛的用于炭素焙烧炉室号的监控，这种红外光自动识别装置多由用于发射室号信息的发射模块，和用于接收该室号信息的无线信号处理系统，以及用于工艺参数的实时存储和历史数据的查询的主控器组成；而无线信号处理系统则是对发射模块不间断的发出具有炉室号信息的红外光波束信号进行接收和处理，主控器则根据无线信号处理系统传输的数字信息进行处理后得到炭素焙烧炉的工艺参数，因此无线信号处理系统对接收信号处理是否准确决定了主控器得到的炭素焙烧炉的工艺参数的准确度。

然而，现有的炭素焙烧炉室号红外光自动识别装置的信号处理系统对接收信号的处理效果较差，导致红外光自动识别装置对火焰系统各设备所在炉室的工作位置监控出现偏差，进而影响炭素焙烧炉室号的工艺参数的实时存储和历史数据的查询。

因此，提供一种能提高信号处理效果的炭素焙烧炉室号红外光自动识别装置用信号处理系统便是当务之急。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有的炭素焙烧炉室号红外光自动识别装置的信号处理系统对接收信号的处理效果较差的缺陷，提供的一种焙烧炉红外光识别装置用电流波形可调信号处理系统。

为了实现上述目的，本发明采用的方案如下：一种焙烧炉红外光识别装置用电流波形可调信号处理系统，主要由处理芯片U，三极管VT3，无线接收器W，负极与处理芯片U的GNEG管脚相连接、正极与三极管VT3的集电极相连接的极性电容C5，正极经电感L2后与三极管VT3的集电极相连接、负极与三极管VT3的发射极相连接后接地的极性电容C4，N极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接、P极经电阻R9后与处理芯片U的FDBK管脚相连接的二极管D4，串接在处理芯片U的VC管脚与GPOS管脚之间的电感L3，串接在三极管VT3的基极与处理芯片U的COM管脚之间的电磁干扰抑制电路，串接在无线接收器W与处理芯片U的IN管脚之间的信号接收电路，分别与处理芯片U的VNEG管脚和FDBK管脚相连接的频率误差校正电路，分别与处理芯片U的VOUT管脚和GPOS管脚相连接的信号输出放大电路，以及串接在频率误差校正电路与信号输出放大电路之间的信号调理电路组成；所述信号接收电路还与处理芯片U的VC管脚相连接；所述处理芯片U的其GND管脚接地。

所述电磁干扰抑制电路由放大器P6，三极管VT7，N极经电阻R33后与放大器P6的正极相连接、P极与三极管VT3的基极相连接的二极管D15，负极与放大器P6的正极相连接、正极经可调电阻R31后与三极管VT3的基极相连接的极性电容C18，一端与二极管D15的N极相连接、另一端接地的电阻R34，负极与三极管VT7的发射极相连接、正极经电感L5后与放大器P6的正极相连接的极性电容C19，N极与放大器P6的正极相连接、P极经电阻R32后与三极管VT7的基极相连接的二极管D16，N极经电阻R36后与放大器P6的输出端相连接、P极与放大器P6的负极相连接的二极管D17，一端与放大器P6的负极相连接、另一端与放大器P6的输出端相连接的可调电阻R37，正极经电阻R35后与三极管VT7的集电极相连接、负极接地的极性电容C21，以及正极与放大器P6的输出端相连接、负极与三极管VT7的集电极相连接的极性电容C20组成；所述放大器P6的负极接地；所述极性电容C20的负极还与处理芯片U的COM管脚相连接。

进一步的，所述信号调理电路由放大器P4，放大器P5，三极管VT6，正极经电阻R23后与放大器P4的正极相连接、负极与频率误差校正电路相连接的极性电容C14，P极与极性电容C14的正极相连接、N极与三极管VT6的发射极相连接的二极管D11，正极与放大器P4的正极相连接、负极经电阻R22后与放大器P4的输出端相连接的极性电容C13，正极经可调电阻R25后与三极管VT6的基极相连接、负极经电阻R24后与放大器P4的输出端相连接的极性电容C15，N极与极性电容C15的负极相连接、P极经电感L4后与三极管VT6的集电极相连接的二极管D12，负极与放大器P5的正极相连接、正极与放大器P4的输出端相连接的极性电容C16，P极经电阻R27后与放大器P5的正极相连接、N极经电阻R28后与放大器P5的输出端相连接的二极管D14，一端与放大器P5的正极相连接、另一端与二极管D14的N极相连接的电阻R26，正极经电阻R21后与放大器P5的负极相连接、负极接地的极性电容C17，P极经电阻R29后与放大器P5的输出端相连接、N极与放大器P5的负极相连接的二极管D13，以及一端与放大器P5的输出端相连接、另一端接地的电阻R30组成；所述三极管VT6的集电极接地；所述放大器P4的负极接地；所述放大器P5的输出端还与信号输出放大电路相连接。

所述信号接收电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，三极管VT2，负极经电阻R1后与放大器P1的正极相连接、正极与无线接收器W的输出极相连接的极性电容C1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R2，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极接地的极性电容C2，P极经电阻R3后与三极管VT1的集电极相连接、N极经电阻R6后与极性电容C2的负极相连接的二极管D2，一端与极性电容C2的负极相连接、另一端与放大器P2的正极相连接的电阻R5，正极经电感L1后与三极管VT1的基极相连接、负极与放大器P2的正极相连接的极性电容C3，P极与放大器P2的负极相连接后接地、N极经电阻R7后与放大器P2的输出端相连接的二极管D3，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与极性电容C3的正极相连接的可调电阻R4，以及P极与放大器P1的输出端相连接、N极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D1组成；所述放大器P2的输出端还与三极管VT2的集电极相连接；所述极性电容C3的正极还与放大器P1的负极相连接；所述放大器P1的正电极与处理芯片U的VC管脚相连接、其负电极接地、其输出端则还与处理芯片U的IN管脚相连接。

所述频率误差校正电路由场效应管MOS，三极管VT4，P极与处理芯片U的VNEG管脚相连接、N极与场效应管MOS的源极相连接的二极管D6，正极与三极管VT4的集电极相连接、负极接地的极性电容C6，P极电阻R11后与三极管VT4的基极相连接、N极接地的二极管D5，正极与三极管VT4的基极相连接、负极电阻R10后与二极管D5的N极相连接的极性电容C7，正极经可调电阻R15后与场效应管MOS的漏极相连接、负极经电阻R13后与二极管D5的N极相连接的极性电容C9，正极与可调电阻R15的调节端相连接、负极经电阻R12后与二极管D5的P极相连接的极性电容C8，以及一端与极性电容C9的负极相连接、另一端与二极管D5的N极相连接的可调电阻R14组成；所述三极管VT4的发射极分别与处理芯片U的FDBK管脚和场效应管MOS的栅极相连接；所述极性电容C7的正极还与可调电阻R15的调节端相连接；所述极性电容C9的负极还与极性电容C14的负极相连接。

所述信号输出放大电路由放大器P3，三极管VT5，P极与处理芯片U的GPOS管脚相连接、N极经电阻R19后与放大器P3的正极相连接的二极管D9，正极经电阻R18后与二极管D9的N极相连接、负极与处理芯片U的VOUT管脚相连接的极性电容C10，P极与处理芯片U的VOUT管脚相连接、N极经电阻R16后与三极管VT5的基极相连接的二极管D7，N极与放大器P3的输出端相连接、P极经电阻R17后与放大器P3的负极相连接的二极管D8，正极与放大器P3的输出端相连接、负极与三极管VT5的发射极相连接的极性电容C11，P极经电阻R20后与二极管D9的N极相连接、N极经电阻R21后与放大器P3的输出端相连接的二极管D10，以及正极与二极管D9的N极相连接、负极与二极管D10的P极相连接后接地的极性电容C12组成；所述放大器P3的负极接地；所述三极管VT5的集电极与放大器P5的输出端相连接；所述三极管VT5的发射极作为信号输出放大电路的输出端。

为了本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了AD603A集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能对接收的信号中的干扰电波信号进行消除；并且本发明还能对数字信号的多栽波相位或频率误差进行校正，使数字信号更平稳；并能对输出的信号中的微弱电流信号或电荷信号进行放大，使信号更加稳定，从而提高了本发明对信号处理的效果，有效的确保了红外光自动识别装置对火焰系统各设备所在炉室的工作位置监控的准确性。

(2)本发明能将电信号中的强电磁干扰电波进行消除或抑制，使电信号中的电流波形保持平稳，能有效的降低电信号中的零点漂移，从而提高了本发明的对信号处理的效果。

(3)本发明能对数字信号的带宽进行限制，以滤除数字信号中的高频干扰和尖峰毛刺，并且对数字信号中的高频干扰进行滤除，使数字信号更干净、更平稳，从而提高了本发明对信号处理的准确性。

(4)本发明的处理芯片U则优先采用了AD603A集成芯片来实现，该芯片与外围电路相结合，能有效的提高本发明的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的信号调理电路的电路结构示意图。

图3为本发明的电磁干扰抑制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

实施时，本发明主要由处理芯片U，三极管VT3，无线接收器W，电阻R8，电阻R9，极性电容C4，极性电容C5，电感L2，电感L3，二极管D4，电磁干扰抑制电路，信号调理电路，信号接收电路，频率误差校正电路，以及信号输出放大电路组成。

连接时，极性电容C5的负极与处理芯片U的GNEG管脚相连接，正极与三极管VT3的集电极相连接。极性电容C4的正极经电感L2后与三极管VT3的集电极相连接，负极与三极管VT3的发射极相连接后接地。二极管D4的N极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接，P极经电阻R9后与处理芯片U的FDBK管脚相连接。

其中，电感L3串接在处理芯片U的VC管脚与GPOS管脚之间。电磁干扰抑制电路串接在三极管VT3的基极与处理芯片U的COM管脚之间。信号接收电路串接在无线接收器W与处理芯片U的IN管脚之间。频率误差校正电路分别与处理芯片U的VNEG管脚和FDBK管脚相连接。信号输出放大电路分别与处理芯片U的VOUT管脚和GPOS管脚相连接。信号调理电路串接在频率误差校正电路与信号输出放大电路之间。所述信号接收电路还与处理芯片U的VC管脚相连接；所述处理芯片U的GND管脚接地。

实施时，所述的无线接收器W用于接收发射模块不间断的发出具有炉室号信息的红外光波束信号，该无线接收器W则将接收的信号转换为电信号进行传输。而所述的三极管VT3、电阻R8、电阻R9、极性电容C4、极性电容C5、电感L2和二极管D4则形成了抗电磁干扰器，该抗电磁干扰器能将外界产生的对处理芯片U的电磁干扰信号进行抑制或减弱，有效的确保了处理芯片U对信号处理的效果，从而提高了本发明对信号的处理效果。为了本发明的实际使用效果，所述处理芯片U则优先采用了AD603A集成芯片来实现，该芯片的VC管脚则与外部电源相连接，本发明的外部电源为12V直流电源。

其中，本发明的信号接收电路则对接收的信号中的干扰电波信号进行消除；并且本发明的频率误差校正电路还能对数字信号的多栽波相位或频率误差进行校正，使数字信号更平稳。同时，本发明的信号输出放大电路能对输出的信号中的微弱电流信号或电荷信号进行放大，使信号更加稳定，从而提高了本发明对信号处理的效果。所述的信号输出放大电路则将放大处理后的数字信号传输给主控器，主控器则根据无线信号处理系统传输的数字信息进行处理后得到炭素焙烧炉的工艺参数。因此本发明能有效的确保红外光自动识别装置对火焰系统各设备所在炉室的工作位置监控的准确性，进而确保了炭素焙烧炉室号的工艺参数的实时存储和历史数据能得到查询。

进一步地，所述信号接收电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，可调电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，极性电容C1，极性电容C2，极性电容C3，电感L1，二极管D1，二极管D2，以及二极管D3组成。

连接时，极性电容C1的负极经电阻R1后与放大器P1的正极相连接，正极与无线接收器W的输出极相连接。电阻R2的一端与放大器P1的负极相连接，另一端与三极管VT1的集电极相连接。极性电容C2的正极与三极管VT1的发射极相连接，负极接地。二极管D2的P极经电阻R3后与三极管VT1的集电极相连接，N极经电阻R6后与极性电容C2的负极相连接。

其中，电阻R5的一端与极性电容C2的负极相连接，另一端与放大器P2的正极相连接。极性电容C3的正极经电感L1后与三极管VT1的基极相连接，负极与放大器P2的正极相连接。二极管D3的P极与放大器P2的负极相连接后接地，N极经电阻R7后与放大器P2的输出端相连接。可调电阻R4的一端与三极管VT2的基极相连接，另一端与极性电容C3的正极相连接。二极管D1的P极与放大器P1的输出端相连接，N极与三极管VT2的发射极相连接。

所述放大器P2的输出端还与三极管VT2的集电极相连接；所述极性电容C3的正极还与放大器P1的负极相连接；所述放大器P1的正电极与处理芯片U的VC管脚相连接，其负电极接地，其输出端则还与处理芯片U的IN管脚相连接。

更进一步地，所述频率误差校正电路由场效应管MOS，三极管VT4，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，可调电阻R14，可调电阻R15，极性电容C极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，极性电容C9，二极管D5，以及二极管D6组成。

连接时，二极管D6的P极与处理芯片U的VNEG管脚相连接，N极与场效应管MOS的源极相连接。极性电容C6的正极与三极管VT4的集电极相连接，负极接地。二极管D5的P极电阻R11后与三极管VT4的基极相连接，N极接地。极性电容C7的正极与三极管VT4的基极相连接，负极电阻R10后与二极管D5的N极相连接。

同时，极性电容C9的正极经可调电阻R15后与场效应管MOS的漏极相连接，负极经电阻R13后与二极管D5的N极相连接。极性电容C8的正极与可调电阻R15的调节端相连接，负极经电阻R12后与二极管D5的P极相连接。可调电阻R14的一端与极性电容C9的负极相连接，另一端与二极管D5的N极相连接。

所述三极管VT4的发射极分别与处理芯片U的FDBK管脚和场效应管MOS的栅极相连接；所述极性电容C7的正极还与可调电阻R15的调节端相连接；所述极性电容C9的负极还与极性电容C14的负极相连接。

再进一步地，所述信号输出放大电路由放大器P3，三极管VT5，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，极性电容C10，极性电容C11，极性电容C12，二极管D8，二极管D9，以及二极管D10组成。

连接时，二极管D9的P极与处理芯片U的GPOS管脚相连接，N极经电阻R19后与放大器P3的正极相连接。极性电容C10的正极经电阻R18后与二极管D9的N极相连接，负极与处理芯片U的VOUT管脚相连接。二极管D7的P极与处理芯片U的VOUT管脚相连接，N极经电阻R16后与三极管VT5的基极相连接。二极管D8的N极与放大器P3的输出端相连接，P极经电阻R17后与放大器P3的负极相连接。

同时，极性电容C11的正极与放大器P3的输出端相连接，负极与三极管VT5的发射极相连接。二极管D10的P极经电阻R20后与二极管D9的N极相连接，N极经电阻R21后与放大器P3的输出端相连接。极性电容C12的正极与二极管D9的N极相连接，负极与二极管D10的P极相连接后接地。所述放大器P3的负极接地；所述三极管VT5的集电极与放大器P5的输出端相连接；所述三极管VT5的发射极作为信号输出放大电路的输出端。

如图2所示，所述信号调理电路由放大器P4，放大器P5，三极管VT6，电阻R22，电阻R23，电阻R24，可调电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，电阻R30，极性电容C13，极性电容C14，极性电容C15，极性电容C16，极性电容C17，二极管D11，二极管D12，二极管D13，二极管D14，以及电感L4组成。

连接时，极性电容C14的正极经电阻R23后与放大器P4的正极相连接，负极与频率误差校正电路相连接。二极管D11的P极与极性电容C14的正极相连接，N极与三极管VT6的发射极相连接。极性电容C13的正极与放大器P4的正极相连接，负极经电阻R22后与放大器P4的输出端相连接。极性电容C15的正极经可调电阻R25后与三极管VT6的基极相连接，负极经电阻R24后与放大器P4的输出端相连接。

其中，二极管D12的N极与极性电容C15的负极相连接，P极经电感L4后与三极管VT6的集电极相连接。极性电容C16的负极与放大器P5的正极相连接，正极与放大器P4的输出端相连接。二极管D14的P极经电阻R27后与放大器P5的正极相连接，N极经电阻R28后与放大器P5的输出端相连接。电阻R26的一端与放大器P5的正极相连接，另一端与二极管D14的N极相连接。

同时，极性电容C17的正极经电阻R21后与放大器P5的负极相连接，负极接地。二极管D13的P极经电阻R29后与放大器P5的输出端相连接，N极与放大器P5的负极相连接。电阻R30的一端与放大器P5的输出端相连接，另一端接地。所述三极管VT6的集电极接地；所述放大器P4的负极接地；所述放大器P5的输出端还与信号输出放大电路相连接。

如图3所示，所述电磁干扰抑制电路由放大器P6，三极管VT7，可调电阻R31，电阻R32，电阻R33，电阻R34，电阻R35，电阻R36，可调电阻R37，极性电容C18，极性电容C19，极性电容C20，极性电容C21，二极管D15，二极管D16，二极管D17，以及电感L5组成。

连接时，二极管D15的N极经电阻R33后与放大器P6的正极相连接，P极与三极管VT3的基极相连接。极性电容C18的负极与放大器P6的正极相连接，正极经可调电阻R31后与三极管VT3的基极相连接。电阻R34的一端与二极管D15的N极相连接，另一端接地。极性电容C19的负极与三极管VT7的发射极相连接，正极经电感L5后与放大器P6的正极相连接。

其中，二极管D16的N极与放大器P6的正极相连接，P极经电阻R32后与三极管VT7的基极相连接。二极管D17的N极经电阻R36后与放大器P6的输出端相连接，P极与放大器P6的负极相连接。可调电阻R37的一端与放大器P6的负极相连接，另一端与放大器P6的输出端相连接。

同时，极性电容C21的正极经电阻R35后与三极管VT7的集电极相连接，负极接地。极性电容C20的正极与放大器P6的输出端相连接，负极与三极管VT7的集电极相连接。所述放大器P6的负极接地；所述极性电容C20的负极还与处理芯片U的COM管脚相连接。

运行时，本发明的信号接收电路中的极性电容C1作为滤波电容将无线接收器W所传输的电信号中的低频信号进行消除或抑制，而该信号接收电路的放大器P1和放大器P2形成了二阶阻抗器，该二阶阻抗器对电信号中的干扰电波信号进行消除，使电信号的电波频率更加稳定；其中，本发明的频率误差校正电路则处理芯片U转换后生成的数字信号的多栽波相位或频率误差进行校正，使数字信号更平稳。同时，本发明的信号输出放大电路对频率误差校正电路传输的数字信号中的微弱电流信号或电荷信号进行放大，使信号的电平频率更加稳定，从而提高了本发明对信号处理的效果。所述的信号输出放大电路则将放大处理后的数字信号传输给主控器，主控器则根据无线信号处理系统传输的数字信息进行处理后得到炭素焙烧炉的工艺参数，进而确保了炭素焙烧炉室号的工艺参数的实时存储和历史数据能得到查询。

其中，本发明为了能对电信号中的强电磁干扰电波进行消除或抑制，使电信号中的电流波形保持平稳，能有效的降低电信号中的零点漂移，因此在三极管VT3的基极与处理芯片U的COM管脚之间设置了电磁干扰抑制电路。该电磁干扰抑制电路的二极管D15、极性电容C18、电阻R33和可调电阻R31形成了高阻电路，该高阻电路能有效的将电信号中的强电磁干扰电波进行消除或抑制；同时放大器P6、极性电容C5、电感L5和可调电阻R37形成的调节器，该调节器能对信号电平的脉动进行调节，能有效的降低电信号中的零点漂移，使电信号的平电保持一致，即使电信号更加稳定，该电磁干扰抑制电路能有效的使电信号保持稳定的状态，从而提高了本发明的对信号处理的效果。

同时，本发明为了对处理芯片U输出的数字信号进行调整，则在频率误差校正电路与信号输出放大电路之间设置了信号调理电路。该信号调理电路的三极管VT6，电容C15，可调电阻R25，电感L4以及二极管D12构成一个偏置电路，放大器P4，极性电容C13，电阻R22以及电阻R2组成一个前置放大电路，该偏置电路和前置放大电路相结合可以不失真的对数字信号进行放大。其中的极性电容C16为隔直电容，而极性电容C13可以对前置放大电路的带宽进行限制，以滤除数字信号中的高频干扰和尖峰毛刺。同时，放大器P5，极性电容C17和电阻R21二极管D13，二极管D14以及电阻R26构成一个调波器，该调波器可以进一步的对流速数字信号中的高频干扰进行滤除，该信号调理电路能对数字信号进行调理，使数字信号更稳定，从而提高了本发明对信号处理的效果。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。