正交解调的检波电路及电子设备的制作方法

本实用新型涉及检波
技术领域：
，特别涉及一种正交调解的检波电路及电子设备。
背景技术：
：检波是从调幅波的包络提取调制信号的一个过程，检波电路主要有包络检波，相敏检波以及正交解调检波。在电子
技术领域：
中，涉及到对微弱信号的检测，为了提高测量的准确度，被噪声影响的微弱信号要被还原和提取测量。其中，包络检波不能鉴别调制信号的相位，不具有选频能力，没有参考信号；相敏检波具有鉴别调制信号相位和选频能力，需要同源的参考信号同步，需要通过多级滤波器对原始信号进行选频放大，选频带宽都非常窄，对电路参数要求非常严格。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种正交调解的检波电路，旨在通过正交解调的原理，在多个频率的采样信号中提取出多个频率的直流信号，以达到根据多个频率的直流信号来对应出测量物体的型号的目的。为实现上述目的，本实用新型提出的正交调解的检波电路，包括信号源同步模块、滤波放大模块、隔离模块及高速开关切换模块；其中，所述信号源同步模块，用于为测量物体提供多个频率的采样信号，并为所述高速开关切换模块提供与所述采样信号同频率的参考信号；所述滤波放大模块，用于接收所述测量物体输出的多个频率的采样信号，滤除所述多个频率的采样信号中的噪声及干扰频率；所述隔离模块，用于将所述滤波放大模块输出的多个频率的采样信号进行隔离，以输出多个频率的正负信号；所述高速开关切换模块，将所述多个频率的正负信号根据所述参考信号进行分离，并经整流后生成多个频率的正信号，再经滤波后以分别输出多个频率的直流信号。优选地，所述高速开关切换模块还用于根据所述多个频率的直流信号，对应的输出反馈控制信号至所述信号源同步模块。优选地，所述信号源同步模块包括第一斩波电路、第一带通滤波器、第一功率放大恒流源驱动电路、第二斩波电路、第二带通滤波器、第二功率放大恒流源驱动电路及分频电路；其中，所述分频电路与所述第一斩波电路所述及第二斩波电路分别连接，所述第一斩波电路的输出端与所述第一带通滤波器的输入端连接，所述第一带通滤波器的输出端与所述第一功率放大恒流源驱动电路的输入端连接，所述第一功率放大恒流源驱动电路的输出端与所述测量物体连接；所述分频电路还与所述高速开关切换模块连接；所述第二斩波电路的输出端与所述第二带通滤波器的输入端连接，所述第二带通滤波器的输出端与所述第二功率放大恒流源驱动电路的输入端连接，所述第二功率放大恒流源驱动电路的输出端与所述测量物体连接。优选地，所述信号源同步模块还包括第一电源、第二电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第一晶振；其中，所述第一电源与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一斩波电路的输入端连接，所述第一电阻的第二端还与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地；所述第二电源与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二斩波电路的输入端连接，所述第四电阻的第二端还与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地；所述第一晶振的两端分别与所述分频电路连接。优选地，所述滤波放大模块包括第一差分放大电路、第一二阶带阻滤波器及第一高通滤波器；其中，所述第一差分放大电路的输入端与所述测量物体连接，所述第一差分放大电路的输出端与所述第一二阶带阻滤波器的输入端连接，所述第一二阶带阻滤波器的输出端与所述第一高通滤波器的输入端连接，所述第一高通滤波器的输出端与所述隔离模块连接。优选地，所述隔离模块包括第一变压器；其中，所述第一变压器的输入端与所述滤波放大模块连接，所述第一变压器的输出端与所述高速开关切换模块连接。优选地，所述高速开关切换模块包括第一高速开关切换电路及第二高速开关切换电路；其中，所述第一高速开关切换电路的输入端与所述第一变压器的第一输出端连接，所述第二高速开关切换电路的输入端与所述第一变压器的第二输出端连接。优选地，所述高速开关切换模块还包括第五电阻、第六电阻、第一电容及第二电容；其中，所述第五电阻的第一端与所述第一高速开关切换电路的输出端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第六电阻的第一端与所述第二高速开关切换电路的输出端连接，所述第六电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地。优选地，其特征在于，所述信号源同步模块与所述测量物体连接，所述信号源同步模块还与所述高速开关切换模块连接，所述测量物体与所述滤波放大模块的输入端连接，所述滤波放大模块的输出端与所述隔离模块的输入端连接，所述隔离模块的输出端与所述高速开关切换模块的输入端连接，所述高速开关切换模块的输出端输出多个频率的直流信号，以根据所述多个频率的直流信号来对应出所述测量物体的型号。本实用新型还提出一种电子设备，包括如上任意一项所述的正交调解的检波电路。本实用新型技术方案通过设置信号源同步模块、滤波放大模块、隔离模块及高速开关切换模块，形成了一种正交调解的检波电路。信号源同步模块为所述测量物体提供多个频率的采样信号，并为所述高速开关切换模块提供与所述采样信号同频率的参考信号，所述测量物体输出的多个频率的采样信号经由所述滤波放大模块及所述隔离模块后，输出多个频率的正负信号，所述高速开关切换模块将所述多个频率的正负信号根据所述参考信号进行分离，并经整流后生成多个频率的正信号，再经滤波后以分别输出多个频率的直流信号，以达到根据所述多个频率的直流信号来对应出所述测量物体的型号的目的。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型正交调解的检波电路一实施例的功能模块图；图2为本实用新型正交调解的检波电路一实施例的电路结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100信号源同步模块VCC1～VCC2第一电源至第二电源200测量物体R1～R6第一电阻至第六电阻300滤波放大模块C1～C6第一电容至第二电容400隔离模块130分频电路500高速开关切换模块110第一斩波电路X1第一晶振111第一功率放大恒流源驱动电路A1第一差分放大电路120第二斩波电路Fr1第一二阶带阻滤波器121第二功率放大恒流源驱动电路Fh1第一高通滤波器Fp1第一带通滤波器T1第一变压器Fp2第二带通滤波器本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种正交调解的检波电路。参照图1，在本实用新型实施例中，该正交调解的检波电路包括信号源同步模块100、滤波放大模块300、隔离模块400及高速开关切换模块500；其中，所述信号源同步模块100，用于为测量物体200提供多个频率的采样信号，并为所述高速开关切换模块500提供与所述采样信号同频率的参考信号；所述滤波放大模块300，用于接收所述测量物体200输出的多个频率的采样信号，滤除所述多个频率的采样信号中的噪声及干扰频率；所述隔离模块400，用于将所述滤波放大模块300输出的多个频率的采样信号进行隔离，以输出多个频率的正负信号；所述高速开关切换模块500，将所述多个频率的正负信号根据所述参考信号进行分离，并经整流后生成多个频率的正信号，再经滤波后以分别输出多个频率的直流信号。需要说明的是，本实施例中，所述测量物体主要是针对地层以及固态材料的物体，通过所述高速开关切换模块500输出的多个频率的直流信号来对应出所述测量物体的型号；值得说明的是，只有与所述参考信号同频率的采样信号才能被解调出来，这对于微弱信号的检测很有优势，并且采用的是正交解调方式，对电路设计的滤波参数要求也非常低。本实用新型技术方案通过设置信号源同步模块100、滤波放大模块300、隔离模块400及高速开关切换模块500，形成了一种正交调解的检波电路。信号源同步模块100为所述测量物体200提供多个频率的采样信号，并为所述高速开关切换模块500提供与所述采样信号同频率的参考信号，所述测量物体200输出的多个频率的采样信号经由所述滤波放大模块300及所述隔离模块400后，输出多个频率的正负信号，所述高速开关切换模块500将所述多个频率的正负信号根据所述参考信号进行分离，并经整流后生成多个频率的正信号，再经滤波后以分别输出多个频率的直流信号，以达到根据所述多个频率的直流信号来对应出所述测量物体200的型号的目的。具体地，参照图2，所述高速开关切换模块500还用于根据所述多个频率的直流信号，对应的输出反馈控制信号至所述信号源同步模块100。需要说明的是，本实施例中，所述高速开关切换模块500根据所述多个频率的直流信号，对应的输出反馈控制信号至所述信号源同步模块100的主要目的在于，当不能根据所述多个频率的直流信号来对应出所述测量物体200的型号时，可以根据多个频率的所述反馈控制信号对所述信号源同步模块100作出对应的调整，以使得根据所述高速开关切换模块500输出多个频率的直流信号来对应出所述测量物体200的型号。具体地，所述信号源同步模块100包括第一斩波电路110、第一带通滤波器Fp1、第一功率放大恒流源驱动电路111、第二斩波电路120、第二带通滤波器Fp2、第二功率放大恒流源驱动电路121及分频电路130；其中，所述分频电路130与所述第一斩波电路110所述及第二斩波电路120分别连接，所述第一斩波电路110的输出端与所述第一带通滤波器Fp1的输入端连接，所述第一带通滤波器Fp1的输出端与所述第一功率放大恒流源驱动电路111的输入端连接，所述第一功率放大恒流源驱动电路111的输出端与所述测量物体200连接；所述分频电路130还与所述高速开关切换模块500连接；所述第二斩波电路120的输出端与所述第二带通滤波器Fp2的输入端连接，所述第二带通滤波器Fp2的输出端与所述第二功率放大恒流源驱动电路121的输入端连接，所述第二功率放大恒流源驱动电路121的输出端与所述测量物体200连接。需要说明的是，本实施例中，采用32Hz和128Hz这两种频率作为举例说明，可以理解的是，也可以采用两种以上的频率，所选用的频率范围为32Hz～1024Hz(包括32Hz及1024Hz)，具体根据所述测量物体实际测量状况来决定，其中每种频率都是最小选用频率32Hz的整数倍。进一步地，所述分频电路130根据所述第一晶振X1提供的时钟信号分出32Hz和128Hz这两种频率的标准方波信号，此处简称为第一标准方波信号和第二标准方波信号，所述第一标准方波信号及所述第二标准方波信号分别经过所述第一斩波电路110及所述第二斩波电路120变为正弦波信号，即第一正弦波信号和第二正弦波信号；所述第一正弦波信号及所述第二正弦波信号分别通过直流偏置信号以及反馈控制信号的幅度，再分别经过所述第一带通滤波器Fp1及所述第二带通滤波器Fp2，以保证所述第一正弦波信号及所述第二正弦波信号的频率单一；所述第一正弦波信号及所述第二正弦波信号分别通过所述第一功率放大恒流源驱动电路111及所述第二功率放大恒流源驱动电路121内部功率放大器放大后，再分别通过其内部恒流源驱动电路发射到所述测量物体200，此处提到的正弦波信号即上述参照图1实施例中的采样信号，同时所述信号源同步模块100为所述高速开关切换模块500提供与所述采样信号同频率的参考信号，此处参考信号即所述标准方波信号，以使得输入至所述测量物体200的采样信号与输入至所述高速开关切换模块500参考信号同步。具体地，所述信号源同步模块100还包括第一电源VCC1、第二电源VCC2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4及第一晶振X1；其中，所述第一电源VCC1与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一斩波电路110的输入端连接，所述第一电阻R1的第二端还与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端接地；所述第二电源VCC2与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第二斩波电路120的输入端连接，所述第四电阻R4的第二端还与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端接地；所述第一晶振X1的两端分别与所述分频电路130连接。需要说明的是，本实施例中，所述第一晶振X1用来为所述分频电路130提供所需的时钟信号；所述第一电源VCC1、所述第一电阻R1及所述第二电阻R2的作用在于为所述第一斩波电路110提供直流偏置信号，所述第二电源VCC2、所述第三电阻R3及所述第四电阻R4的作用类似，在于为所述第二斩波电路120提供直流偏置信号。具体地，所述滤波放大模块300包括第一差分放大电路A1、第一二阶带阻滤波器Fr1及第一高通滤波器Fh1；其中，所述第一差分放大电路A1的输入端与所述测量物体200连接，所述第一差分放大电路A1的输出端与所述第一二阶带阻滤波器Fr1的输入端连接，所述第一二阶带阻滤波器Fr1的输出端与所述第一高通滤波器Fh1的输入端连接，所述第一高通滤波器Fh1的输出端与所述隔离模块400连接。需要说明的是，本实施例中，所述滤波放大模块300用于接收所述测量物体200输出的多个频率的采样信号，滤除所述多个频率的采样信号中的噪声及干扰频率，以将所述多个频率的采样信号输入至所述隔离模块400；所述第一差分放大电路A1作用在于将所述混合频率的采样信号转换成单端信号输入至所述第一二阶带阻滤波器Fr1，经过所述第一二阶带阻滤波器Fr1及第一高通滤波器Fh1滤除所述多个频率的采样信号中的噪声及干扰频率。具体地，所述隔离模块400包括第一变压器T1；其中，所述第一变压器T1的输入端与所述滤波放大模块300连接，所述第一变压器T1的输出端与所述高速开关切换模块500连接。需要说明的是，本实施例中，所述隔离模块400用于将所述滤波放大模块300输出的多个频率的采样信号进行隔离，且所述第一变压器T1的原边是以零点为基准的正信号，经过所述第一变压器T1后，次级的中心抽头接地，可以保证输入到所述高速开关切换模块500前的信号是以零点为基准的正负信号，即输出多个频率的正负信号。具体地，所述高速开关切换模块500包括第一高速开关切换电路510及第二高速开关切换电路520；其中，所述第一高速开关切换电路510的输入端与所述第一变压器T1的第一输出端连接，所述第二高速开关切换电路520的输入端与所述第一变压器T1的第二输出端连接。需要说明的是，本实施例中，所述多个频率的正负信号根据所述参考信号进行分离，分别对应到所述第一高速开关切换电路510及所述第二高速开关切换电路520，所述第一高速开关切换电路510及所述第二高速开关切换电路520内部包含模拟开关芯片，通过该芯片的控制信号对所述多个频率的正负信号进行全波整流，即实现对所述多个频率的正负信号的同频率的同步反转，以生成多个频率的正信号，即本实施例中的第一频率的正信号及第二频率的正信号。具体地，所述高速开关切换模块500还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1及第二电容C2；其中，所述第五电阻R5的第一端与所述第一高速开关切换电路510的输出端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第六电阻R6的第一端与所述第二高速开关切换电路520的输出端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第二电容C2的第一端连接，所述第二电容C2的第二端接地。需要说明的是，本实施例中，所述第五电阻R5及所述第一电容C1组成RC滤波电路，将所述第一高速开关切换电路510输出的第一频率的正信号经RC滤波后以输出第一频率直流信号；所述第六电阻R6及所述第二电容C2也同样组成RC滤波电路，将所述第二高速开关切换电路520输出的第二频率的正信号经RC滤波后以输出第二频率直流信号。具体地，所述信号源同步模块100与所述测量物体200连接，所述信号源同步模块100还与所述高速开关切换模块500连接，所述测量物体200与所述滤波放大模块300的输入端连接，所述滤波放大模块300的输出端与所述隔离模块400的输入端连接，所述隔离模块400的输出端与所述高速开关切换模块500的输入端连接，所述高速开关切换模块500的输出端输出不同频率的直流信号，以根据所述多个频率的直流信号来对应出所述测量物体200的型号。本实施例中，所述信号源同步模块100为所述测量物体200提供多个频率的采样信号，即上述实施例中提到的所述第一正弦波信号及所述第二正弦波信号，并为所述高速开关切换模块500提供与所述采样信号同频率的参考信号，即上述实施例中提到的所述第一标准方波信号及所述第二标准方波信号；所述测量物体200输出的多个频率的采样信号经由所述滤波放大模块300及所述隔离模块400后，输出多个频率的正负信号；所述高速开关切换模块500将所述多个频率的正负信号根据所述参考信号进行分离，以分别对应到所述第一高速开关切换电路510及所述第二高速开关切换电路520，所述第一高速开关切换电路510及所述第二高速开关切换电路520对所述多个频率的正负信号进行全波整流生成多个频率的正信号，即上述实施例中提到的第一频率的正信号及第二频率的正信号，经对应的RC滤波后以分别输出多个频率的直流信号，即上述实施例中提到的第一频率直流信号及第二频率直流信号，以达到根据所述第一频率直流信号及所述第二频率直流信号来对应出测量物体的型号的目的。本实用新型还提出一种电子设备，该电子设备包括上述正交调解的检波电路，该正交调解的检波电路的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3