本实用新型专利技术公开了脉宽检波电路及电感式位移传感器，包括振荡电路、线圈谐振电路以及调制电路；振荡电路的输出端与线圈谐振电路的输入端连接，线圈谐振电路的输出端与调制电路连接；振荡电路用于生成驱动方波信号，并将驱动方波信号输出给线圈谐振电路；线圈谐振电路用于生成与驱动方波信号频率相同的正弦波信号，并将正弦波信号输出给调制电路；调制电路用于将正弦波信号转化为脉宽与被测位移成正比的脉宽调制信号。本实用新型专利技术采取把探头正弦波的幅值变化转化为脉宽调制波的方式进行检波，能提高电感式位移传感器检波的信噪比以及抗干扰能力，后续仅需要一个RC积分平滑电路和归一化电路就可以调理出用户所需的信号。归一化电路就可以调理出用户所需的信号。归一化电路就可以调理出用户所需的信号。
【技术实现步骤摘要】
脉宽检波电路及电感式位移传感器
[0001]本技术涉及电感式位移传感器的制造领域，尤其涉及脉宽检波电路及电感式位移传感器。
技术介绍
[0002]市场上现有的电感式位移传感器采用二极管包络检波以及同步锁定放大器同步检波两种检波方式，两种方式都是幅值检波方式，信噪比不是很高，难以达到0.1um级分辨率。
[0003]二极管包络检波方式抗电磁干扰能力差、灵敏度偏小、需要后续调理电路对微弱的检波后信号进行放大，信噪比比较低。
[0004]同步锁定放大器同步检波方式可以在微弱的信号中检出与探头的工作频率相同的信号，摒弃其他杂波信号，抗干扰能力明显强于二极管包络检波方式，但由于检出的信号比较微弱，需要依靠后续电路进行高增益放大，在放大的过程中，难免会把杂波信号一起放大，从而降低信噪比。
[0005]因此，现有的电感式位移传感器检波方式信噪比低、抗干扰能力差已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]本技术提供了脉宽检波电路及电感式位移传感器，用于解决现有的电感式位移传感器检波方式信噪比低、抗干扰能力差的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：
[0008]一种脉宽检波电路，用于电感式位移传感器中，包括振荡电路、线圈谐振电路以及调制电路；振荡电路的输出端与线圈谐振电路的输入端连接，线圈谐振电路的输出端与调制电路连接；
[0009]振荡电路用于生成驱动方波信号，并将驱动方波信号输出给线圈谐振电路；
[0010]线圈谐振电路用于生成与驱动方波信号频率相同的正弦波信号，并将正弦波信号输出给调制电路；
[0011]调制电路用于将正弦波信号转化为脉宽与被测位移成正比的脉宽调制信号。
[0012]优选的，振荡电路包括晶振CY1以及正交移相器IC1；晶振CY1的输出端与正交移相器IC1的输入端连接；正交移相器IC1包括第一输出端和第二输出端，第一输出端与线圈谐振电路的输入端连接，第二输出端与调制电路连接；
[0013]晶振CY1用于输出方波脉冲给正交移相器IC1；正交移相器IC1用于将方波脉冲转换成相位正交的第一方波信号、第二方波信号，并将第一方波信号作为驱动方波信号输出给线圈谐振电路，将第二方波信号输出给调制电路。
[0014]优选的，线圈谐振电路包括：探头线圈L1以及谐振电容C1，探头线圈L1以及谐振电容C1构成并联谐振电路，并联谐振电路的第一端分别与移相器IC1的第一输出端、调制电路
的第一输入端连接，并联谐振电路第二端接地；并联谐振电路用于在探头线圈L1的两端产生与驱动方波信号频率相同的正弦波信号，并将正弦波信号输出给调制电路。
[0015]优选的，调制电路包括反相器IC2、异或门IC3以及隔离电容C2；隔离电容C2的第一端与并联谐振电路的第一端连接，隔离电容的第二端与反相器IC2的输入端连接，反相器IC2的输出端与异或门IC3的第一输入端连接，异或门IC3的第二输入端与正交移相器IC1的第二端连接；
[0016]隔离电容用于隔离正弦波信号中的直流成分，并将隔离后的正弦波信号输出给反相器IC2；
[0017]反相器IC2用于将隔离后的正弦波信号进行反相处理，并将反相处理后的正弦波信号输出给异或门IC3，异或门IC3用于对反相处理后的正弦波信号以及第二方波信号进行异或处理，得到脉宽与被测位移成正比的脉宽调制信号。
[0018]优选的，晶振CY1输出的方波脉冲频率为300KHz～1MHz，正交移相器IC1的第一输出端输出的第一方波信号的相位为90度，正交移相器IC1的第二输出端输出的第二方波信号的相位为0度。
[0019]一种电感式位移传感器，包括：
[0020]上述的脉宽检波电路以及与脉宽检波电路连接的信号调理电路；
[0021]信号调理电路用于将脉宽检波电路输出的脉宽与被测位移成正比的脉宽调制信号转化为大小与被测位移成正比的电压信号。
[0022]优选的，信号调理电路包括：平滑滤波电路以及归一化电路，平滑滤波电路的输入端与脉宽检波电路的输出端连接，平滑滤波电路的输出端与归一化电路的输入端连接；
[0023]平滑滤波电路用于将脉宽检波电路输出的脉宽与被测位移成正比的脉宽调制信号进行平滑滤波，去除脉动成分，得到大小与被测位移成正比的直流电压值；
[0024]归一化电路用于将直流电压值进行放大、平移，归一化成预设的输出方式。
[0025]优选的，平滑滤波电路包括：积分电阻R1与积分电容C3，积分电阻R1的第一端与脉宽检波电路的输出端连接，第二端与积分电容C3的第一端连接，且积分电容C3的第二端接地。
[0026]优选的，归一化电路包括：增益电阻R2、增益电阻R3以及归一化调理电路IC4；归一化调理电路IC4的第一输入端与积分电容C3的第一端连接，归一化调理电路IC4的第二输入端分别与增益电阻R2、增益电阻R3的第一端连接，且增益电阻R2的第二端接地，增益电阻R3的第二端与归一化调理电路IC4的输出端连接。
[0027]优选的，归一化调理电路IC4为运算放大器。
[0028]本技术具有以下有益效果：
[0029]1、本技术中的脉宽检波电路及电感式位移传感器，包括振荡电路、线圈谐振电路以及调制电路；振荡电路的输出端与线圈谐振电路的输入端连接，线圈谐振电路的输出端与调制电路连接；振荡电路用于生成驱动方波信号，并将驱动方波信号输出给线圈谐振电路；线圈谐振电路用于生成与驱动方波信号频率相同的正弦波信号，并将正弦波信号输出给调制电路；调制电路用于将正弦波信号转化为脉宽与被测位移成正比的脉宽调制信号。相比现有技术，本技术采取把探头正弦波的幅值变化转化为脉宽调制波的方式进行检波，能提高电感式位移传感器检波的信噪比以及抗干扰能力。后续仅需要一个RC积分
平滑电路和归一化电路就可以调理出用户所需的信号。
[0030]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0031]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0032]图1是本技术优选实施例中的电感式位移传感器；
[0033]图2是本技术优选实施例中的晶振波形图；
[0034]图3是本技术优选实施例中的正交方波图；
[0035]图4是本技术优选实施例中的探头线圈谐振波形图；
[0036]图5是本技术优选实施例中的探头线圈正弦波反向运算波形图；
[0037]图6为本技术优选实施例中的正弦波反向运算后的脉宽调制波PWM1波形图；
[0038]图7是本技术优选实施例中的异或运算后的脉宽调制波PWM2波形图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种脉宽检波电路，用于电感式位移传感器中，其特征在于，包括振荡电路、线圈谐振电路以及调制电路；所述振荡电路的输出端与所述线圈谐振电路的输入端连接，所述线圈谐振电路的输出端与所述调制电路连接；所述振荡电路用于生成驱动方波信号，并将所述驱动方波信号输出给所述线圈谐振电路；所述线圈谐振电路用于生成与驱动方波信号频率相同的正弦波信号，并将所述正弦波信号输出给所述调制电路；所述调制电路用于将所述正弦波信号转化为脉宽与被测位移成正比的脉宽调制信号。2.根据权利要求1所述的脉宽检波电路，其特征在于，所述振荡电路包括晶振CY1以及正交移相器IC1；所述晶振CY1的输出端与所述正交移相器IC1的输入端连接；所述正交移相器IC1包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述线圈谐振电路的输入端连接，所述第二输出端与所述调制电路连接；所述晶振CY1用于输出方波脉冲给所述正交移相器IC1；所述正交移相器IC1用于将方波脉冲转换成相位正交的第一方波信号、第二方波信号，并将所述第一方波信号作为驱动方波信号输出给所述线圈谐振电路，将所述第二方波信号输出给所述调制电路。3.根据权利要求2所述的脉宽检波电路，其特征在于，所述线圈谐振电路包括：探头线圈L1以及谐振电容C1，所述探头线圈L1以及谐振电容C1构成并联谐振电路，所述并联谐振电路的第一端分别与所述移相器IC1的第一输出端、调制电路的第一输入端连接，所述并联谐振电路第二端接地；所述并联谐振电路用于在探头线圈L1的两端产生与驱动方波信号频率相同的正弦波信号，并将所述正弦波信号输出给所述调制电路。4.根据权利要求3所述的脉宽检波电路，其特征在于，所述调制电路包括反相器IC2、异或门IC3以及隔离电容C2；所述隔离电容C2的第一端与所述并联谐振电路的第一端连接，所述隔离电容的第二端与所述反相器IC2的输入端连接，所述反相器IC2的输出端与所述异或门IC3的第一输入端连接，所述异或门IC3的第二输入端与所述正交移相器IC1的第二端连接；所述隔离电容用于隔离所述正弦波信号中的直流成分，并将隔离后的正弦波信号输出给所述反相器IC2；所述反相器IC2用于将隔离后的正弦波信号进行反相处理，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：易孟良，吴剑锋，邓华，
申请(专利权)人：株洲中航科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
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