一种单路信号回波处理电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单路信号回波处理电路，涉及信号处理技术领域，包括：信号放大模块、滤波模块、整流模块及比较模块，信号放大模块的输入端用于接收信号，信号放大模块的输出端与滤波模块的输入端连接，滤波模块的输出端与整流模块的输入端连接，整流模块的输出端与比较模块的输入端连接。通过信号放大模块对接收的信号进行信号放大，然后滤波模块对信号进行滤波，再通过整流模块和比较模块进行整形成方波输出，通过多级处理，对信号放大、滤波、整流、整波从而使处理的信号更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种单路信号回波处理电路
本技术涉及信号处理
，尤其涉及一种单路信号回波处理电路。
技术介绍
超声波接收处理电路是超声检测SF6气体浓度传感器的设计核心。超声波在气体介质中传播和遇到障碍物反射都会产生能量的损耗，回波信号的电压幅值会随着障碍物距离的增大而减小。在回波信号中也常混有谐波信号和干扰脉冲等环境噪声，因此在信号进入CPLD之前需要放大有效的回波信号，滤除噪声干扰，达到最大的信噪比，得到完好的正弦波形。CPLD芯片不能接收负电压，因此需要对信号整形成方波，送给CPLD芯片做运算处理。由于SF6浓度的变化对声速的影响较小，因此相位差数据较难测得，为了能够精确的检测出相位差，在硬件上保证两路超声信号的完全一致性的前提下，还需要对接收电路的每个功能模块的每个电子元件进行精确选取。因此，需要对超声波接收处理电路进行设计，对接收到的信号进行处理，减少信号失真等情况出现。主要包括三个功能模块：小信号放大及高阶有源带通滤波电路、半波截取电路和比较器整形电路。在设计中对每个模块进行仿真，在理论上验证了超声波回波信号接收与处理电路设计的可行性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种单路信号回波处理电路，从而克服了解决了现有没有应用与超声波回波信号处理的单路信号回波处理电路的缺点。为实现上述目的，本技术提供了一种单路信号回波处理电路，包括：信号放大模块，用于对接收到的回波信号进行小信号放大；滤波模块，其与所述信号放大模块的输出端连接，用于对信号进行滤波；整流模块，其与所述滤波模块的输出端连接，用于对信号进行整流；及比较模块，其与所述整流模块的输出端连接，用于对信号进行最后处理。进一步的，所述信号放大模块采用反相放大电路。进一步的，所述信号放大模块包括第一运算放大器U1A；第一运算放大器U1A的正极输入端通过连接第十一电阻R11接地；第一运算放大器U1A的负极输入端与依次连接的第五电阻R5和交流源串联，所述交流源的另一端接地，第一运算放大器U1A的负极输入端和输出端上并联有并联的第二电阻R2和第二电容C2；在第五电阻R5和交流源之间串联第四电阻R4，在第四电阻R4和第五电阻R5之间与相互并联的第一二极管D1和第二二极管D2的一端连接，并联的第一二极管D1和第二二极管D2的另一端接地。进一步的，所述第一运算放大器为OPA2228。进一步的，所述滤波模块为多重反馈带通滤波器。进一步的，所述滤波模块包括第三运算放大器U3A；第三运算放大器U3A的正极输入端接地；第三运算放大器U3A的负极输入端与依次连接的第三电容C3和第六电阻R6串联，所述第六电阻R6的另一端与所述信号放大模块的输出端连接，第三运算放大器U3A的负极输入端和输出端上并联有第三电阻，第三运算放大器U3A的输出端和第三电容C3与第六电阻R6之间并联有第一电容C1，第一电容C1与第三电容C3与第六电阻R6之间连接的一端与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端接地；所述第六电阻R6的另一端与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另一端与第五二极管D5的一端连接，第五二极管D5的另一端接地，第五二极管D5的两端并联有第六二极管D6。进一步的，所述整流模块为半波整流电路。进一步的，所述半波整流电路包括第八电阻R8、第四二极管D4和第三二极管D3；第八电阻R8的一端与滤波模块的一端连接；第八电阻R8的另一端与第四二极管D4的一端连接；第四二极管D4的另一端接地，且与第三二极管D3的一端连接，第三二极管D3的另一端与第四二极管D4的一端连接。进一步的，比较模块为阈值比较电路。进一步的，所述阈值比较电路包括第二运算放大器U2A，第二运算放大器U2A的正极输入端与整流模块的输出端连接；第二运算放大器U2A的负极输入端与直流电源的一端连接，直流电源的另一端接地；第二运算放大器U2A的输出端与第二运算放大器U2A的正极电源之间接第十二电阻R12，第二运算放大器U2A的输出端与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端为比较模块的输出端，第七电阻R7的另一端与第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端接地。与现有的技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术所提供的一种单路信号回波处理电路，包括：信号放大模块、滤波模块、整流模块及比较模块，信号放大模块的输入端用于接收信号，信号放大模块的输出端与滤波模块的输入端连接，滤波模块的输出端与整流模块的输入端连接，整流模块的输出端与比较模块的输入端连接。通过信号放大模块对接收的信号进行信号放大，然后滤波模块对信号进行滤波，再通过整流模块和比较模块进行整形成方波输出，通过多级处理，对信号放大、滤波、整流、整波从而使处理的信号更精确。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例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技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的一种单路信号回波处理电路的结构示意图；图2是本技术的一种单路信号回波处理电路的电路图；图3是本技术的信号放大模块和滤波模块的仿真结果图；图4是本技术的整流模块和比较模块的的仿真结果图；图5是本技术的单路信号回波处理电路的增益、相位示意图；图6是本技术的单路信号回波处理电路的噪声示意图。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本实施新型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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术所提供的单路信号回波处理电路包括:信号放大模块、滤波模块、整流模块及比较模块，信号放大模块的输入端用于接收信号，信号放大模块的输出端与滤波模块的输入端连接，滤波模块的输出端与整流模块的输入端连接，整流模块的输出端与比较模块的输入端连接。信号通过信号放大模块进行信号放大，然后滤波模块对信号进行滤波，再通过整流模块和比较模块进行整流输出。如图2所示，本实施中，信号放大模块采用反相放大电路。信号放大模块包括第一运算放大器U1A；第一运算放大器U1A的正极输入端通过连接第十一电阻R11接地；第一运算放大器U1A的负极输入端与依次连接的第五电阻R5和交流源串联，所述交流源的另一端接地，第一运算放大器U1A的负极输入端和输出端上并联有并联的第二电阻R2和第二电容C2，形成反向积分电路，提高反相放大抗干扰能力强；通过在第五电阻R5和交流源之间串联第四电阻R4，在第四电阻R4和第五电阻R5之间与相互并联的第一二极管D1和第二二极管D2的一端连接，并联的第一二极管D1和第二二极管D2的另一端接地，通过第一二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单路信号回波处理电路，其特征在于：包括：/n信号放大模块，用于对接收到的回波信号进行小信号放大；/n滤波模块，其与所述信号放大模块的输出端连接，用于对信号进行滤波；/n整流模块，其与所述滤波模块的输出端连接，用于对信号进行整流；及/n比较模块，其与所述整流模块的输出端连接，用于对信号进行最后处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种单路信号回波处理电路，其特征在于：包括：
信号放大模块，用于对接收到的回波信号进行小信号放大；
滤波模块，其与所述信号放大模块的输出端连接，用于对信号进行滤波；
整流模块，其与所述滤波模块的输出端连接，用于对信号进行整流；及
比较模块，其与所述整流模块的输出端连接，用于对信号进行最后处理。


2.根据权利要求1所述的单路信号回波处理电路，其特征在于：所述信号放大模块采用反相放大电路。


3.根据权利要求2所述的单路信号回波处理电路，其特征在于：所述信号放大模块包括第一运算放大器U1A；第一运算放大器U1A的正极输入端通过连接第十一电阻R11接地；第一运算放大器U1A的负极输入端与依次连接的第五电阻R5和交流源串联，所述交流源的另一端接地，第一运算放大器U1A的负极输入端和输出端上并联有并联的第二电阻R2和第二电容C2；在第五电阻R5和交流源之间串联第四电阻R4，在第四电阻R4和第五电阻R5之间与相互并联的第一二极管D1和第二二极管D2的一端连接，并联的第一二极管D1和第二二极管D2的另一端接地。


4.根据权利要求3所述的单路信号回波处理电路，其特征在于：所述第一运算放大器为OPA2228。


5.根据权利要求1所述的单路信号回波处理电路，其特征在于：所述滤波模块为多重反馈带通滤波器。


6.根据权利要求5所述的单路信号回波处理电路，其特征在于：所述滤波模块包括第三运算放大器U3A；第三运算放大器U3A的正极输入端接地；第三运算放大器U3A的负极输入端与依次连接的第三电容C3和第六电阻R6串联，所述第六电阻R6的另一端与所述信号放大模块的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡梦竹，刘陈瑶，张龙飞，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西;45