一种电子篱笆信号发射装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电子篱笆信号发射装置，包括主控电路、MOS管驱动电路、脉冲开关与阻抗变换电路、电流取样放大电路、变压器抽头切换电路和边界线单元；所述脉冲开关与阻抗变换电路包括脉冲开关模块和阻抗变换模块，脉冲开关模块用于输出脉冲开关电流信号至电流取样放大电路；阻抗变换模块采用多抽头变压器，变压器的初级侧连接脉冲开关模块主回路，变压器的次级侧连接边界线单元，变压器次级侧的抽头通过变压器抽头切换电路与边界线单元连接。本发明专利技术采用多抽头变压器的抽头自动调整来匹配边界线单元的阻抗，实现了脉冲开关电流的幅值稳定，减小了电磁干扰，确保了电子篱笆传感器接收灵敏度的一致性。

An Electronic Fence Signal Transmitter

The invention discloses an electronic fence signal transmitting device, which includes main control circuit, MOS tube driving circuit, pulse switch and impedance conversion circuit, current sampling amplifier circuit, transformer tap switching circuit and boundary line unit; the pulse switch and impedance conversion circuit includes pulse switch module and impedance conversion module, and the pulse switch module is used for output pulse switched current signal. The impedance conversion module uses a multi-tap transformer, the primary side of the transformer is connected with the main circuit of the pulse switch module, the secondary side of the transformer is connected with the boundary line unit, and the tap of the secondary side of the transformer is connected with the boundary line unit through the transformer tap switching circuit. The method adopts the tap of multi-tap transformer to automatically adjust to match the impedance of the boundary line unit, realizes the stability of the amplitude of the pulse switching current, reduces the electromagnetic interference and ensures the consistency of the receiving sensitivity of the electronic fence sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种电子篱笆信号发射装置
本专利技术属于信号发射装置，具体涉及一种电子篱笆信号发射装置。
技术介绍
电子篱笆传感器是自动割草机最重要的传感器，它可以使割草机不走出工作区域，工作区域即为由连在基站上的电线围成的区域，以保证自动割草机工作在有效区域。自动割草机的工作原理为：电子篱笆基站发出一定频率、间歇式高频脉冲信号，电子篱笆传感器的感应线圈在靠近通有交变电流的电线边界时，会产生特定频率的感应电流；根据检测特定频率下信号幅度的大小，可以得到割草机是否接近边界的信息。现有的自动割草机存在以下缺陷：(1)由于自动割草机的工作区域面积不确定，边界线单元所围周长也是可变的，边界线单元产生的阻抗也是变化的，使得电子篱笆信号强度不确定，造成电子篱笆传感器接收灵敏度不一致，影响自动割草机的性能；(2)由于边界线单元的阻抗通常小于10欧姆，在24V工作电源工况下，脉冲开关电流峰值达到几安培，会产生较强的电磁干扰，从而影响整个系统的电磁兼容性；现有技术中通过串联电阻来调整电流强度，但是这就会引入附加功率损耗；由于边界线单元是感性阻抗，存在阻抗计量不准确的问题，用户安装使用难度大，影响产品的应用和推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述存在的问题和不足，提出一种电子篱笆信号发射装置，采用多抽头变压器的抽头自动调整来匹配边界线单元的阻抗，实现了脉冲开关电流的幅值稳定，减小了电磁干扰，确保了电子篱笆传感器接收灵敏度的一致性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电子篱笆信号发射装置，包括主控电路、MOS管驱动电路、脉冲开关与阻抗变换电路、电流取样放大电路、变压器抽头切换电路和边界线单元；所述脉冲开关与阻抗变换电路包括脉冲开关模块和阻抗变换模块，脉冲开关模块用于输出脉冲开关电流信号至电流取样放大电路；阻抗变换模块采用多抽头变压器，变压器的初级侧连接脉冲开关模块主回路，变压器的次级侧连接边界线单元，变压器次级侧的抽头通过变压器抽头切换电路与边界线单元连接；所述电流取样放大电路，用于输出放大后的脉冲开关电流信号至主控电路；所述主控电路，用于为MOS管驱动电路输出启动信号，以及为变压器抽头切换电路输出抽头切换信号；所述MOS管驱动电路，用于输出驱动信号至脉冲开关模块。进一步地完善上述技术方案，变压器的次级侧设置有5个抽头，分别为起始抽头和抽头CT1、CT2、CT3和CT4；变压器抽头切换电路包括4路抽头切换单元；变压器的起始抽头与边界线单元的一端BJX1连接，其余4个抽头分别通过抽头切换单元与边界线单元的另一端BJX2连接。通过将变压器次级的起始抽头与边界线单元的一端连接，边界线单元的另一端自动选择不同的抽头，实现边界线单元的阻抗匹配。进一步地，抽头CT1的抽头切换单元包括电阻R9、三极管V3、继电器J1和二极管D4，抽头切换单元的输入端CJ1与三极管V3的基极之间设置有电阻R9，三极管V3的源极接地，三极管V3的集电极分别连接继电器J1的2脚和二极管D4的正极，二极管D4的负极和继电器J1的5脚分别连接12V电源，继电器J1的1脚和6脚连接边界线单元的另一端BJX2，继电器J1的3脚连接变压器TR1次级侧抽头CT1，继电器J1的4脚悬空；抽头CT2、CT3和CT4的抽头切换单元的结构与抽头CT1的抽头切换单元的结构相同。变压器抽头切换电路采用继电器的吸合/释放，来实现变压器次级侧的抽头选择，结构简单、操作方便。进一步地，所述电流取样放大电路采用运算放大器构成的同相直流放大器。采用同相直流放大器对脉冲开关电流进行放大处理输出至主控电路，放大电路的增益可调、精度高。进一步地，电流取样放大电路包括运算放大器U2A、二极管D2、电容C1、电阻R6、R7、R8和R9，二极管D2和电容C1分别并联在脉冲开关模块中取样电阻R5的两端，二极管D2的负极与运算放大器U2A的同相输入端之间设置有电阻R6，运算放大器U2A的反相输入端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，运算放大器U2A的输出端与反相输入端之间设置有电阻R8。通过调节电阻R7和R8的阻值，可以调节放大电路的增益。进一步地，还包括DC-DC变换器，用于将24V电源转换成12V电源和VCC电源。将24V电源转换成12V电源和VCC电源，用于为主控电路和电路中的各类元器件供电；通过设置DC-DC变换器，将供电电源整合在一起，减少了各类电源的使用，节约成本和体积。进一步地，所述主控电路采用型号为STC12C5604AD的单片机。本专利技术的有益效果：本专利技术采用主控电路、MOS管驱动电路、脉冲开关与阻抗变换电路和变压器抽头切换电路构建一个闭环控制系统，通过实时采集脉冲开关电流，经主控电路分析处理，自动选择变压器次级抽头，来调节脉冲开关模块主回路阻抗，均衡脉冲开关电流幅值，保证电子篱笆传感器灵敏度一致，提高自动割草机性能；同时，由于变压器是磁元件，在阻抗变换过程中，不会损耗能量，提高了发射电路效率，自动适应边界线不同长度。本专利技术电路结构简单，采用通用的电子元器件即可完成电路设计与改进，有利于降低生产运行成本，拓宽产品应用范围。附图说明图1为本专利技术所述电子篱笆信号发射装置的结构框图；图2为图1的电路图；图3为本专利技术变压器阻抗变换模块的电路图。具体实施方式为使本专利技术创造的内容更加清楚，下面结合附图，对本专利技术创造的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术创造无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。实施例1：本专利技术提供的一种电子篱笆信号发射装置，如图1所示，包括主控电路、MOS管驱动电路、脉冲开关与阻抗变换电路、电流取样放大电路、变压器抽头切换电路和边界线单元；所述脉冲开关与阻抗变换电路包括脉冲开关模块和阻抗变换模块，脉冲开关模块用于输出脉冲开关电流信号至电流取样放大电路；阻抗变换模块采用多抽头变压器，变压器的初级侧连接脉冲开关模块主回路，变压器的次级侧连接边界线单元，变压器次级侧的抽头通过变压器抽头切换电路与边界线单元连接；所述电流取样放大电路，用于输出放大后的脉冲开关电流信号至主控电路；所述主控电路，用于为MOS管驱动电路输出启动信号，以及为变压器抽头切换电路输出抽头切换信号；所述MOS管驱动电路，用于输出驱动信号至脉冲开关模块。如图2所示，所述主控电路采用单片机，单片机的型号为STC12C5604AD，其内置10位A/D转换器；单片机的XT1引脚与XT2引脚之间设置晶振电路，单片机的P1.1引脚连接MOS管驱动电路的输入端(/SIG)，单片机的P1.6引脚连接电流取样放大电路的输出端(UAD1)，单片机的P2.0引脚、P2.1引脚、P2.2引脚和P2.3引脚分别对应连接变压器抽头切换电路的输入CJ1、CJ2、CJ3和CJ4。所述MOS管驱动电路包括电阻R1、R2、R3和R4、三极管V1和稳压管D1，MOS管驱动电路的输入端(/SIG)与电源VCC之间连接有电阻R2，输入端(/SIG)与三极管V1的基极之间连接有电阻R1，三极管V1的发射极接地，三极管V1的集电极分别连接电阻R3的一端、稳压管D1的负极和电阻R4的一端，电阻R3的另一端连接24V电源，稳压管D1的正极和电阻R4的另一端均接地，三极管V1的集电极即为MOS管驱动电路的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子篱笆信号发射装置，其特征在于：包括主控电路、MOS管驱动电路、脉冲开关与阻抗变换电路、电流取样放大电路、变压器抽头切换电路和边界线单元；所述脉冲开关与阻抗变换电路包括脉冲开关模块和阻抗变换模块，脉冲开关模块用于输出脉冲开关电流信号至电流取样放大电路；阻抗变换模块采用多抽头变压器，变压器的初级侧连接脉冲开关模块主回路，变压器的次级侧连接边界线单元，变压器次级侧的抽头通过变压器抽头切换电路与边界线单元连接；所述电流取样放大电路，用于输出放大后的脉冲开关电流信号至主控电路；所述主控电路，用于为MOS管驱动电路输出启动信号，以及为变压器抽头切换电路输出抽头切换信号；所述MOS管驱动电路，用于输出驱动信号至脉冲开关模块。

【技术特征摘要】
1.一种电子篱笆信号发射装置，其特征在于：包括主控电路、MOS管驱动电路、脉冲开关与阻抗变换电路、电流取样放大电路、变压器抽头切换电路和边界线单元；所述脉冲开关与阻抗变换电路包括脉冲开关模块和阻抗变换模块，脉冲开关模块用于输出脉冲开关电流信号至电流取样放大电路；阻抗变换模块采用多抽头变压器，变压器的初级侧连接脉冲开关模块主回路，变压器的次级侧连接边界线单元，变压器次级侧的抽头通过变压器抽头切换电路与边界线单元连接；所述电流取样放大电路，用于输出放大后的脉冲开关电流信号至主控电路；所述主控电路，用于为MOS管驱动电路输出启动信号，以及为变压器抽头切换电路输出抽头切换信号；所述MOS管驱动电路，用于输出驱动信号至脉冲开关模块。2.根据权利要求1所述的电子篱笆信号发射装置，其特征在于：变压器的次级侧设置有5个抽头，分别为起始抽头和抽头CT1、CT2、CT3和CT4；变压器抽头切换电路包括4路抽头切换单元；变压器的起始抽头与边界线单元的一端BJX1连接，其余4个抽头分别通过抽头切换单元与边界线单元的另一端BJX2连接。3.根据权利要求2所述的电子篱笆信号发射装置，其特征在于：抽头CT1的抽头切换单元包括电阻R9、三极管V3、继电器J1和二极管D4，抽头切换单元的输入端CJ1与三极管V3的基极之间设置有电...

【专利技术属性】
技术研发人员：江国栋，仝新建，张晓阳，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32