一种低频时码接收机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低频时码接收机，包括天线罩、磁棒天线、屏蔽罩、安装底座、放大器和解调电路板，垂直于水平面的磁棒天线在锰锌铁氧体磁棒外绕制漆包线线圈，线圈两端的导线穿过绝缘底座和屏蔽罩上的通孔连接到谐振电容的两端，形成选频电路；磁棒天线通过绝缘底座固定在屏蔽罩上；天线罩是非导电材料制成的中空柱体，安装在磁棒天线外；接收到的信号经选频电路选频后送往放大器进行放大、滤波，然后送往解调电路板进行解调，输出解码信息。本实用新型专利技术能够获得接收机解码产生的时间信息，信号接收质量不受装置摆放方向限制，有效消除了低频干扰信号的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低频时码信号接收及处理领域。
技术介绍
低频时码授时技术是国际电信联盟推荐的一项技术，可同时以模拟和数字两种模式提供标准时间及频率信号。中国科学院国家授时中心从1993年起开始跟踪此项技术，2007年在河南商丘建立了一座大功率、连续发播的低频时码授时系统(BPC低频时码授时系统)，2011年正式开始BPC码的试发播。目前BPC低频时码授时系统采用脉宽调幅方式发播时间信号，由于信号发射体制和接收带宽的限制，用户利用低频时码授时台的信号可实现亚毫秒的定时精度。市场上低频时码授时设备以电波表为主，电波表的优点是室内可接收信号、小巧轻便，缺点是只能显示时间信息，用户不能通过对外接口获得解码产生的时间信息。另一种已知的基于FPGA的便携式BPC定时接收机结构如图1所示，接收机的天线和接收模块封存于一个塑料材质的盒子中，磁棒天线水平放置。使用磁棒天线的低频时码接收机有一个特性，当接收天线与电磁波极化方向完全一致时，接收天线上便会产生最大的感应信号。电波到来方向与天线成垂直时接收效果显著，如果信号从天线的两端到达则可能无法正确接收信号。图1所示的便携装置存在一个缺点，由于设计中磁棒天线水平放置，用户在使用时需要调整便携式BPC定时接收机的放置方式，保证接收天线上能够产生最大的感应信号。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种低频时码接收机的设计，将接收天线垂直放置，使得信号接收质量不受装置摆放方向限制，同时在天线与解调电路之间增加屏蔽罩，有效消除低频干扰信号的影响。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：包括天线罩、磁棒天线、屏蔽罩、安装底座、放大器和解调电路板。所述的磁棒天线在锰锌铁氧体磁棒外绕制漆包线线圈，线圈绕制在锰锌铁氧体磁棒轴向的中间三分之一段，线圈两端的导线穿过绝缘底座和屏蔽罩上的通孔连接到谐振电容的两端，与谐振电容并联形成选频电路；所述的磁棒天线垂直于水平面，通过绝缘底座固定在屏蔽罩上，屏蔽罩与安装底座扣合，所述的放大器和解调电路板固定在安装底座内，通过安装底座上的接口进行供电和信号输出；所述的天线罩是一个非导电材料制成的中空柱体，安装在磁棒天线外，扣合在绝缘底座上；接收到的信号经选频电路选频后送往放大器进行放大、滤波，然后送往解调电路板进行解调，输出解码信息。所述的线圈两端的导线之间并接指示灯，指示灯按照每秒一次的频率稳定闪烁表明接收正常。本专利技术的有益效果是：首先，从结构上克服了现有的低频时码接收机存在的需要通过调整接收机的放置方向来改善接收信号质量的问题，实现了在无遮挡的情况下各个方向的信号接收性能基本相同。其次，克服了电波表只能显示时间信息、不能对外发送时间信息的缺点，用户可以通过串行接口获得接收机解码产生的时间信息。专利技术中涉及的低频时码接收机将天线和解调解码电路安装在如图2所示的结构内，通过一根四芯电缆就可实现供电和信息获取，结构小巧、简单，便于安装。附图说明图1是现有技术基于FPGA的便携式BPC定时接收机结构图。图2是本专利技术的结构示意图。图3是图2中屏蔽罩102的结构图。图4是图2中屏蔽罩102和尼龙底座202的剖面图。图5是图2中安装底座103的剖面图。图6是用示波器观测到的接收信号的质量示意图，其中，(a)是天线与地面平行(无屏蔽罩)时东西方向的接收信号质量示意图，(b)是天线与地面平行(无屏蔽罩)时南北方向的接收信号质量示意图，(c)是采用本专利技术接收到的实际信号示意图。图7是一种低频时码接收机的原理框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：包括天线罩、屏蔽罩、安装底座以及接口。所述的天线罩是一个非导电材料制成的中空柱体，在天线罩内部安装高亮指示灯，可通过观察指示灯的闪烁情况来判断当前接收到的时码信号的质量：接收正常时高亮指示灯按照每秒一次的频率稳定闪烁，当指示灯长亮、长灭或无规律闪烁时则表明信号接收不正常。所述的磁棒天线201由高60mm、直径9mm的锰锌铁氧体磁棒和直径0.5mm的漆包线构成，漆包线绕制在磁棒体三分之一位置处。线圈两端的导线穿过绝缘底座和屏蔽罩上直径1.5mm的通孔连接到谐振电容的两端，与谐振电容并联形成选频电路。接收到的信号经选频电路选频后送往放大器进行放大、滤波，此后信号被送往解调电路板进行解调，输出解码信息。磁棒天线201垂直于水平面，通过绝缘底座202固定在屏蔽罩102上，屏蔽罩102与天线安装底座103扣合，解调电路板固定在安装底座103内，通过天线安装底座103上的接口104进行供电和串口信号输出。本专利技术所述屏蔽罩102的剖面图如图4所示。屏蔽罩是一个外直径112.5mm、高28mm的铝制圆柱体。圆柱体底部开有一个直径98.5mm、高23mm的圆柱形空间，空间内壁带有间距1.5mm的螺纹。屏蔽罩顶部中心位置开有一个直径14mm的圆形通孔，用来固定绝缘底座202。尽管本实施例中采用的是铝制屏蔽材料，但是替代的可以采用如铜、铁等其他材料。配合屏蔽罩102的形状和尺寸，本专利技术所述的天线安装底座103如图5所示。安装底座整体高76mm，外直径112.5mm。301是一个高18mm，外径98.5，内径93.5mm的空心圆柱体，用来放置解调电路板。圆柱体外壁带有间距1.5mm的螺纹，屏蔽罩102旋扣在301上。302是一个高30mm，外径40mm，内径28mm的空心圆柱体，圆柱体内壁带有间距1.5mm的螺纹，用于将整个接收机固定在法兰盘上。本专利技术的实施例如图2所示，由天线罩101，屏蔽罩102，安装底座103以及接口104组成。天线罩101是一个外径30mm，内径25mm，高70mm的空心尼龙棒，主要起防尘、防水的作用。在天线罩101内部安装高亮指示灯，可通过观察指示灯的闪烁情况来判断当前接收到的时码信号的质量：接收正常时高亮指示灯按照每秒一次的频率稳定闪烁，当指示灯长亮、长灭或无规律闪烁时则表明信号接收不正常。尽管本实施例中天线罩采用的是尼龙材料，但是替代的可以采用其他非导电材料。用于接收信号的磁棒天线固定在屏蔽罩102上，天线安装底座103底部带有内螺纹，用于低频时码接收机的固定。解调电路板放置并固定在安装底座103内，接口104安装在壳体103上。4芯航空插座104，用于供电和串口信号输出。这种设计结构有效地提高了装置的接收灵敏度，小巧灵便、密封性好、安装简便。图3示出了图2中屏蔽罩102的具体结构。电磁波信号经由磁棒天线201接收，为了保证接收性能，磁棒天线201需要与电磁干扰源和电磁屏蔽体远离或隔离。磁棒天线201由锰锌磁棒和漆包线线圈构成，磁棒高60mm、直径10mm。磁棒天线201需要与一个电容并联，构成谐振电路并谐振在68.5KHz。当磁棒天线的谐振频率f0设为68.5KHz时，测得其Q值约为82，电感值约为1.75mH。根据公式可计算出天线带宽同时根据谐振频率公式计算出与磁棒天线201并联的谐振电容约为3100pf。磁天线线圈除了感应磁场信号外，还能感应较低的电场信号，这会对感应到的磁信号产生干扰。所要接收信号的载波信号频率为68.5KHz，而在1KHz～1MHz这个范围，电磁波的能量比重逐渐由磁场分量向电场分量倾斜，屏蔽机理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低频时码接收机，包括天线罩、磁棒天线、屏蔽罩、安装底座、放大器和解调电路板，其特征在于：所述的磁棒天线在锰锌铁氧体磁棒外绕制漆包线线圈，线圈绕制在锰锌铁氧体磁棒轴向的中间三分之一段，线圈两端的导线穿过绝缘底座和屏蔽罩上的通孔连接到谐振电容的两端，与谐振电容并联形成选频电路；所述的磁棒天线垂直于水平面，通过绝缘底座固定在屏蔽罩上，屏蔽罩与安装底座扣合，所述的放大器和解调电路板固定在安装底座内，通过安装底座上的接口进行供电和信号输出；所述的天线罩是一个非导电材料制成的中空柱体，安装在磁棒天线外，扣合在绝缘底座上；接收到的信号经选频电路选频后送往放大器进行放大、滤波，然后送往解调电路板进行解调，输出解码信息。

【技术特征摘要】
1.一种低频时码接收机，包括天线罩、磁棒天线、屏蔽罩、安装底座、放大器和解调电路板，其特征在于：所述的磁棒天线在锰锌铁氧体磁棒外绕制漆包线线圈，线圈绕制在锰锌铁氧体磁棒轴向的中间三分之一段，线圈两端的导线穿过绝缘底座和屏蔽罩上的通孔连接到谐振电容的两端，与谐振电容并联形成选频电路；所述的磁棒天线垂直于水平面，通过绝缘底座固定在屏蔽罩上，屏蔽罩与安装底座扣合，所述的放大器和解...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢燕，刘军良，赵爱萍，胡永辉，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：新型
国别省市：陕西;61