一种微弱声振信号前端放大电路设计系统的制作方法

本申请涉及管道测漏检测领域，尤其涉及一种微弱声振信号前端放大电路设计系统。

背景技术：

1、水管漏点检测环境相对恶劣，如潮湿、风沙、凝露等，对于传感器稳定性要求较高。有些漏点距离相对较远，要求传感器具有较高的灵敏度。

2、压电陶瓷传感器具有体积小、重量轻、结构简单、不发热、无噪声、频率响应快、灵敏度高等优点。

3、压电陶瓷传感器相当于一个电容器，受到压力时在两极板产生相应电荷量。测量声音信号时，压电陶瓷传感器产生的是交流电信号，且输出电信号很微弱，通常先把压电传感器信号输入到高输入阻抗的前置放大器中，经过阻抗交换以后，方可用一般的放大检波电路再将信号输入到指示仪表或记录仪器中。

技术实现思路

1、本申请第一方面提出了一种微弱声振信号前端放大电路设计系统，包括前级放大电路、后级放大电路、模数转换电路adc和电源，其中，

2、前级放大电路用于将电荷信号放大并转换为含有直流分量的电压信号；

3、后级放大电路用于缓冲、放大和滤除所述直流分量；

4、所述adc用于将模拟信号转换为数字信号；

5、所述前级放大电路和所述后级放大电路采用+5v和-5v双电源供电，所述adc模拟端采用+5v单电源供电，所述adc数字信号端电源根据mcu端口电平选择供电电压。

6、可选的，所述电源，包括：

7、由u1及所述u1外围元件构成宽电压输入，+5v输出的正电源；

8、由u2及所述u2外围元件构成宽电压输入，-5v输出的负电源；

9、由u5及所述u5外围元件构成宽电压输入，+5v输出的正电源。

10、可选的，所述前级放大电路，包括：

11、连接器s-in2，所述连接器s-in2用于连接压电陶瓷传感器；

12、晶体三极管，所述晶体三极管采用共基极设计和共集电极设计中的一种；

13、单结场效应管，所述单结场效应管用于将所述压电陶瓷传感器产生的电荷信号进行放大，并通过c1耦合输出给所述晶体三极管。

14、可选的，所述后级放大电路，包括：

15、由u4a及所述u4a外围元件组成的第一级放大电路，其中，c27用于耦合前级输出的信与滤除直流分量，所述c27与r30组成低通滤波；

16、由u4b及所述u4b外围元件组成的第二级放大电路，其中，r27和r29不能被同时选通，u3为电子选通开关。

17、可选的，所述后级放大电路，还包括：

18、为所述第一级放大电路和所述第二级放大电路的耦合电容c26；

19、隔离模拟电路和数字电路，控制所述u3的通道选择光耦q6。

20、可选的，若所述r27选通工作时，直流放大倍数为1，若所述r29选通工作时，直流放大倍数为0.1。

21、可选的，所述adc由ads8689ipw芯片及所述ads8689ipw芯片外围元件组成。

22、本申请第二方面，提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述第一方面中任一所述的系统。

23、本申请第三方面，提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一所述的系统。

24、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

25、能在特定通频带内放大前端传感器微弱声音震动信号，为后端微控制器提供有效的声音波形样本。

26、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种微弱声振信号前端放大电路设计系统，其特征在于，包括前级放大电路、后级放大电路、模数转换电路adc和电源，其中，

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源，包括：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前级放大电路，包括：

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后级放大电路，包括：

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述后级放大电路，还包括：

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，若所述r27选通工作时，直流放大倍数为1，若所述r29选通工作时，直流放大倍数为0.1。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述adc由ads8689ipw芯片及所述ads8689ipw芯片外围元件组成。

8.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一所述的系统。

9.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的系统。

技术总结
本申请提出了一种微弱声振信号前端放大电路设计系统，涉及管道测漏检测领域，包括前级放大电路、后级放大电路、模数转换电路ADC和电源，其中，前级放大电路用于将电荷信号放大并转换为含有直流分量的电压信号；后级放大电路用于缓冲、放大和滤除直流分量；ADC用于将模拟信号转换为数字信号；前级放大电路和后级放大电路采用+5V和‑5V双电源供电，ADC模拟端采用+5V单电源供电，ADC数字信号端电源根据MCU端口电平选择供电电压。本申请能在特定通频带内放大前端传感器微弱声音震动信号，为后端微控制器提供有效的声音波形样本。

技术研发人员：曹宏,周润青,董万光
受保护的技术使用者：北京华控智加科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13