一种抗干扰的无线电波透视仪接收机的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备电路技术领域，特别涉及一种抗干扰的无线电波透视仪接收机。


背景技术：

2.无线电波透视仪主要应用于矿井安全生产，自20世纪80年代初开始，国内针对矿井工作面无线电波坑透仪展开了相关的研究与开发，经过近50年的研究应用，无线电波坑透技术已经广泛运用到了矿井回采工作面的构造探测，并取得了一定的成果，为矿井高效安全生产提供了一定的保障。
3.然而，在无线电波透视的使用过程中，在发射机发射能量一定的情况下，不同的探测对象和环境，其透射到接收巷道的信号是极其微弱的，特别在施工过程中，探测对象的电性以及周边环境的差异，有的有金属锚网、锚杆、有的有生产设备，有的周边只有煤、岩等，由于金属对无线电波具有屏蔽作用，这都会造成有效信号的衰减变成非常微弱。所以接收机能否接收微弱有效信号非常重要，而接收机的低噪声和高抗干扰能力是其是否能接收微弱信号的关键，因此，研制低噪声和高抗干扰能力的无线电波透视仪接收机具有重大意义。
4.在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：
5.现有技术中，无线电波透视仪接收机在使用过程中，微弱信号容易受到设备电路的干扰，导致不能接收、采集精度低下、接收数据不可靠等问题。


技术实现要素：

6.为此，需要提供一种抗干扰的无线电波透视仪接收机，用于解决现有技术中无线电波透视仪接收机容易受到设备电路的干扰，导致不能接收、采集精度低下、接收数据不可靠的技术问题。
7.为实现上述目的，发明人提供了一种抗干扰的无线电波透视仪接收机，包括接收模块、信号放大模块、信号滤波模块、信号采集模块、控制处理模块以及电源模块；
8.所述接收模块、所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述信号采集模块、所述控制处理模块依次相连接，所述电源模块分别为所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述信号采集模块、所述控制处理模块提供电源；
9.所述接收模块包括天线调谐抗干扰电路，所述信号放大模块包括信号放大抗干扰电路，所述信号滤波模块包括滤波抗干扰电路，所述信号采集模块包括采集抗干扰电路，所述天线调谐抗干扰电路与所述信号放大抗干扰电路电连接，所述信号放大抗干扰电路与所述滤波抗干扰电路电连接，所述滤波抗干扰电路与所述采集抗干扰电路电连接。
10.区别于现有技术，本技术的技术方案通过对所述接收模块、所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述信号采集模块进行改进，通过天线调谐抗干扰电路、信号放大抗干扰电路、滤波抗干扰电路、采集抗干扰电路的相互配合，在各个阶段进行抗干扰，提高无线电波透视仪接收机的抗干扰能力，可以采集到微弱信号，提高了探测距离和探测精度，在现场
运行中得到良好的效果。
11.作为本实用新型的一种实施方式，所述天线调谐抗干扰电路包括环形天线以及可变电容，所述环形天线与所述可变电容并联连接。如此，通过环形天线和可变电容并联连接，组成并联调谐选频电路，改变可变电容的值就可以调谐出接收机所需要的中心频率。
12.作为本实用新型的一种实施方式，所述信号放大抗干扰电路包括前置仪表放大单元以及第一级中间放大单元，所述可变电容与所述前置仪表放大单元相连接，所述前置仪表放大单元与所述第一级中间放大单元相连接。如此，信号可以通过前置仪表放大单元放大，再通过第一级中间放大单元再次放大，提高放大倍率。
13.作为本实用新型的一种实施方式，所述滤波抗干扰电路包括两个窄带滤波单元以及第二级中间放大单元，所述第一级中间放大单元与第一个窄带滤波单元相连接，第一个窄带滤波单元与所述第二级中间放大单元相连接，所述第二级中间放大单元与第二个窄带滤波单元相连接。如此，信号可以通过第一个窄带滤波单元进行滤波，第二级中间放大单元再放大，再通过第二个窄带滤波单元进行滤波，可以把不需要的频段滤除掉，提高接收机的探测精度。
14.作为本实用新型的一种实施方式，所述采集抗干扰电路包括信号光隔离单元以及采集抗干扰单元，第二个窄带滤波单元与所述信号光隔离单元相连接，所述信号光隔离单元与所述采集抗干扰单元相连接。如此，可以解决信号采集时产生的干扰。
15.作为本实用新型的一种实施方式，所述电源模块包括电源滤波器、一次电源滤波电路、隔离电源电路、二次电源滤波电路以及小纹波电源电路，所述电源滤波器、所述一次电源滤波电路、所述隔离电源电路、所述二次电源滤波电路、所述小纹波电源电路依次相连接。如此，电源滤波器与一次电源滤波电路，滤除外部噪声对内部电源电路的干扰，隔离电源电路主要是隔离数字电路和模拟电路的电源，防止它们之间的相互干扰，二次电源滤波电路与小纹波电源电路均是滤除并抑制一次侧电源对二次侧供电的干扰。
16.作为本实用新型的一种实施方式，所述控制处理模块包括一次侧供电电路、一次侧控制电路、一次侧模拟信号电路、光电隔离电路、二次侧供电电路、二次侧控制电路及二次侧模拟信号电路，所述一次侧供电电路、所述一次侧控制电路、所述一次侧模拟信号电路分别与所述光电隔离电路相连接，所述二次侧供电电路、所述二次侧控制电路、所述二次侧模拟信号电路分别与所述光电隔离电路相连接。如此，采用了光电隔离电路对模拟信号进行隔离，提高了抗干扰性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
18.图1为本技术一个实施例的无线电波透视仪接收机的系统框图；
19.图2为本技术一个实施例的无线电波透视仪接收机的设计示意图；
20.图3为本技术一个实施例的电源模块的设计示意图；
21.图4为本技术一个实施例的控制处理模块的设计示意图；
22.图5为本技术一个实施例的天线调谐抗干扰电路与信号放大抗干扰电路的电路图；
23.图6为本技术一个实施例的滤波抗干扰电路的电路图；
24.图7为本技术一个实施例的采集抗干扰电路的电路图；
25.图8为本技术一个实施例的控制处理模块的电路图；
26.图9为本技术一个实施例的电源模块的电路图。
27.附图标记说明：
28.1、接收模块，
29.2、信号放大模块，
30.3、信号滤波模块，
31.4、信号采集模块，
32.5、控制处理模块，
33.51、电源模块，
34.6、天线调谐抗干扰电路，
35.7、信号放大抗干扰电路，
36.8、滤波抗干扰电路，
37.9、采集抗干扰电路，
38.10、电源滤波器，
39.12、一次电源滤波电路，
40.14、隔离电源电路，
41.16、二次电源滤波电路，
42.18、小纹波电源电路，
43.19、一次侧供电电路，
44.20、一次侧控制电路，
45.21、一次侧模拟信号电路，
46.23、光电隔离电路，
47.25、二次侧供电电路，
48.26、二次侧控制电路，
49.27、二次侧模拟信号电路。
具体实施方式
50.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
51.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
52.本说明书的描述中，需要理解的是，本技术实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
53.现有技术中，无线电波透视仪接收机在使用过程中，微弱信号容易受到设备电路的干扰，导致不能接收、采集精度低下、接收数据不可靠等问题。
54.因此，本技术实施例提供一种技术方案，请参阅图1至图9，本实施例涉及一种抗干扰的无线电波透视仪接收机，包括接收模块1、信号放大模块2、信号滤波模块3、信号采集模块4、控制处理模块5以及电源模块51，接收模块1、信号放大模块2、信号滤波模块3、信号采集模块4、控制处理模块5依次相连接，电源模块51分别为信号放大模块2、信号滤波模块3、信号采集模块4、控制处理模块5提供电源；
55.接收模块1包括天线调谐抗干扰电路6，信号放大模块2包括信号放大抗干扰电路7，信号滤波模块3包括滤波抗干扰电路8，信号采集模块4包括采集抗干扰电路9，天线调谐抗干扰电路6与信号放大抗干扰电路7电连接，信号放大抗干扰电路7与滤波抗干扰电路8电连接，滤波抗干扰电路8与采集抗干扰电路9电连接。
56.本实施例中，通过对接收模块1、信号放大模块2、信号滤波模块3、信号采集模块4进行改进，通过天线调谐抗干扰电路6、信号放大抗干扰电路7、滤波抗干扰电路8、采集抗干扰电路9的相互配合，在各个阶段进行抗干扰，提高无线电波透视仪接收机的抗干扰能力，可以采集到微弱信号，提高了探测距离和探测精度，在现场运行中得到良好的效果。
57.本实施例中，天线调谐抗干扰电路端口tx1与微弱信号放大抗干扰电路端口tx2连接；微弱信号放大抗干扰电路端口fd1与滤波抗干扰电路端口fd2连接；滤波抗干扰电路端口lb1与高速采集抗干扰电路端口lb2连接。
58.在一些实施例中，如图3以及图9所示，电源模块51包括电源滤波器10、一次电源滤波电路12、隔离电源电路14、二次电源滤波电路16以及小纹波电源电路18，电源滤波器10、一次电源滤波电路12、隔离电源电路14、二次电源滤波电路16、小纹波电源电路18依次相连接。如此，电源滤波器10与一次电源滤波电路12，滤除外部噪声对内部电源电路的干扰，隔离电源电路14主要是隔离数字电路和模拟电路的电源，防止它们之间的相互干扰，二次电源滤波电路16与小纹波电源电路18均是滤除并抑制一次侧电源对二次侧供电的干扰。
59.本实施例中，电源滤波器10选择bnx022-01l，一次侧π型滤波电路由两个47uf滤波电容和一个120uh滤波电感组成，主要滤除外部噪声对内部电源电路的干扰；隔离dc—dc电源模块选择wra0512cs-2w dc/dc隔离模块，主要是隔离数字电路和模拟电路的电源，防止它们之间的相互干扰；二次侧π型滤波电路由两个47uf滤波电容和一个120uh滤波电感组成，小纹波电源电路18选择定制干扰抑制能力强，低噪声的kdt4594d正负电源模块，主要抑制一次侧电源对二次侧供电的干扰。
60.在一些实施例中，如图4所示，控制处理模块5包括一次侧供电电路19、一次侧控制电路20、一次侧模拟信号电路21、光电隔离电路23、二次侧供电电路25、二次侧控制电路26及二次侧模拟信号电路27，一次侧供电电路19、一次侧控制电路20、一次侧模拟信号电路21分别与光电隔离电路23相连接，二次侧供电电路25、二次侧控制电路26、二次侧模拟信号电
路27分别与光电隔离电路23相连接。如此，采用了光电隔离电路23对模拟信号进行隔离，提高了抗干扰性。
61.本实施例中，数字电路电源和模拟电路电源选用wra0512cs-2w dc/dc隔离模块，数字电路对模拟电路的控制隔离选用tlp2358或pc814d光电隔离芯片，模拟信号隔离选用模拟光电隔离芯片hcnr201-500e。
62.在一些实施例中，如图5所示，天线调谐抗干扰电路6包括环形天线以及可变电容，环形天线与可变电容并联连接。如此，通过环形天线和可变电容并联连接，组成并联调谐选频电路，具有抑制干扰信号，提高信噪比的功能，改变可变电容的值就可以调谐出接收机所需要的中心频率。
63.本实施例中，环形天线电感固定为82uh，可变电容范围为10pf～540pf,改变可变电容的值就可以调谐出本实施例所需要的500khz的中心频率。
64.在一些实施例中，信号放大抗干扰电路7包括前置仪表放大单元以及第一级中间放大单元，可变电容与前置仪表放大单元相连接，前置仪表放大单元与第一级中间放大单元相连接。如此，信号可以通过前置仪表放大单元放大，再通过第一级中间放大单元再次放大，提高放大倍率。
65.本实施例中，微弱信号放大抗干扰电路7包括一路仪表放大和两路中间放大电路，第一路选择ad8250组成增益1倍、2倍、5倍和10倍的差分仪表放大电路，两路中间放大电路的第一级选择ad8021组成放大倍数为100倍的单端仪表放大电路，第二级选择ad8428组成放大倍数为1000倍低噪声驱动放大电路。
66.在一些实施例中，如图6所示，滤波抗干扰电路8包括两个窄带滤波单元以及第二级中间放大单元，第一级中间放大单元与第一个窄带滤波单元相连接，第一个窄带滤波单元与第二级中间放大单元相连接，第二级中间放大单元与第二个窄带滤波单元相连接。如此，信号可以通过第一个窄带滤波单元进行滤波，第二级中间放大单元再放大，再通过第二个窄带滤波单元进行滤波，可以把不需要的频段滤除掉，提高接收机的探测精度。
67.本实施例中，滤波抗干扰电路8选择两个ltm260hw高精度窄带滤波模块组成两路中心频率为500khz的模拟滤波器。
68.在一些实施例中，如图7所示，采集抗干扰电路9包括信号光隔离单元以及采集抗干扰单元，第二个窄带滤波单元与信号光隔离单元相连接，信号光隔离单元与采集抗干扰单元相连接。如此，可以解决信号采集时产生的干扰。本实施例中，高速采集抗干扰电路9选择高速高性能采集器ads7047组成高速采集电路，ad采集器之前设计了通用的抑制共模和差模滤波电路，可实现3.0msps的采集速率。
69.本实施例工作时，选取中心频率500khz，在低噪声抗干扰电源模块的配合下，通过接收模块、信号放大模块、信号滤波模块、信号采集模块、控制处理模块的处理得出有效的实测值。
70.区别现有技术，本实施例采取上述方案之后，提高了探测距离和探测精度，在现场运行中得到良好的效果。
71.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接
或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。