一种磁通门磁探头的激励电路及激励方法技术

本发明专利技术公开了一种磁通门磁探头的激励电路及激励方法，所述激励电路包括晶振、分频器、D触发器、第一电流放大器、第二电流放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、三级管、激励线圈。所述晶振将产生的高频周期信号输入分频器输入端；分频器分频得到所需频率的方波信号；将方波信号分别输入第一电流放大器的输入端及D触发器的数据输入端，D触发器的数据输入端连接第二电流放大器的输入端；第一电流放大器依次连接第一电阻、第一电容、激励线圈、第二电容、以及第二电阻；第二电阻的另一端连接第二电流放大器的输出端；三极管的基极连接所述第一电流放大器的输出端，三极管的集电极连接D触发器的时钟控制端。接D触发器的时钟控制端。接D触发器的时钟控制端。

【技术实现步骤摘要】
一种磁通门磁探头的激励电路及激励方法


[0001]本专利技术涉及磁通门磁探头
，具体涉及一种磁通门磁探头的激励电路及激励方法。

技术介绍

[0002]在无人平台磁探测、水雷磁引信目标定位与识别、野外地磁勘探等磁学工程
中，需要广泛使用长时间待机的低功耗磁通门磁强计(磁传感器)，其中磁探头为磁通门磁强计的核心组件，其性能直接决定了磁强计的性能。
[0003]现有的磁通门磁探头由于采用周期性激励信号，磁通门磁探头激励饱和后，磁探头继续工作，每个周期均存在无效工作时间，产生无效电流，从而造成磁通门传感器功耗较大，如传统的全周期激励磁通门传感器功耗达到0.5W。传统全周期激励的高功耗磁通门传感器不能满足电池供电设备长时间工作的使用需求。
[0004]为了满足工程应用中磁通门磁强计低功耗的需求，需要专利技术一种高效率的磁通门磁探头激励方法降低磁通门磁探头功耗，从而减小整个磁通门磁强计的功耗，满足工程应用需求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种磁通门磁探头的激励电路及激励方法，能够解决在保证磁通门磁强计性能前提下，有效降低磁强计功耗的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的。
[0007]一种磁通门磁探头的激励电路，包括：
[0008]晶振、分频器、D触发器、第一电流放大器、第二电流放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、三级管、激励线圈；
[0009]所述晶振作为所述激励电路的输入，用于产生高频周期信号，所述高频周期信号输入所述分频器输入端；所述分频器将所述高频周期信号进行分频，从而得到所需频率的方波信号f1；将所述方波信号f1分别输入所述第一电流放大器的输入端及所述D触发器的数据输入端，所述D触发器的数据输入端连接所述第二电流放大器的输入端；所述第一电流放大器依次连接所述第一电阻、第一电容、激励线圈、第二电容、以及第二电阻；所述第二电阻的另一端连接所述第二电流放大器的输出端；所述三极管的基极连接所述第一电流放大器的输出端，所述三极管的集电极连接所述D触发器的时钟控制端。
[0010]优选地，所述方波信号f1变为高电平后，所述第一电流放大器产生监控信号S并将根据所述方波信号f1的高电平状态控制所述第一电流放大器输出状态变为高电平，将所述监控信号S输入所述三极管的基极；所述第一电流放大器输出状态为高电平，此时所述第二电流放大器输出状态为低电平；根据电流放大器之间的电平差将形成从所述第一电流放大器流向所述第二电流放大器的正向激励电流；所述正向激励电流依次注入所述第一电阻、第一电容、激励线圈、第二电容、以及第二电阻；所述正向激励电流在所述第一电阻、第一电
容、激励线圈、第二电容、第二电阻中开始磁通门磁探头激励过程，并在磁通门磁探头激励饱和时在所述第一电流放大器产生的监控信号S上产生凹陷信号；所述三极管基极根据所述第一电流放大器的监控信号S上产生的凹陷信号的下降沿和上升沿控制所述三极管的通断，进而在所述三极管集电极产生脉冲信号；所述三极管产生的脉冲信号输入所述D触发器的时钟控制端；所述D触发器基于三极管集电极产生的脉冲信号和所述分频器输出的方波信号f1的高电平状态控制所述D触发器输出端产生高电平；所述第二电流放大器根据所述D触发器输出端产生的高电平将所述第二电流放大器输出状态变换为高电平；所述第二电流放大器输出状态变换为高电平后，与所述第一电流放大器输出状态相同，激励工作电路两端电平相同，正向激励电流关断；当前周期内不再消耗电流，直到当前周期结束时所述方波信号f1跳变为低电平。
[0011]优选地，所述方波信号f1跳变为低电平时，所述第二电流放大器输出状态为高电平，而所述第一电流放大器根据所述方波信号f1的低电平状态控制所述第一电流放大器输出状态变为低电平；根据电流放大器之间的电平差将形成从所述第二电流放大器流向所述第一电流放大器的反向激励电流，所述反向激励电流依次注入所述第二电阻、第二电容、激励线圈、第一电容、以及第一电阻；所述反向激励电流在所述第二电阻、第二电容、激励线圈、第一电容、第一电阻中开始磁通门磁探头激励过程，并在磁通门磁探头激励饱和时在所述第一电流放大器产生的监控信号S上产生凹陷信号；所述三极管基极根据所述第一电流放大器的监控信号S上产生的凹陷信号的下降沿和上升沿控制所述三极管的通断，进而在所述三极管集电极产生脉冲信号；所述三极管产生的脉冲信号输入所述D触发器的时钟控制端；所述D触发器根据三极管集电极产生的脉冲信号和所述分频器输出的方波信号f1的低电平状态控制所述D触发器输出端产生低电平；所述第二电流放大器根据所述D触发器输出端产生的低电平将所述第二电流放大器输出状态变换为低电平；所述第二电流放大器输出状态变换为低电平后，与所述第一电流放大器输出状态相同，激励工作电路两端电平相同，反向激励电流关断；当前周期内不再消耗电流，直到当前周期结束时所述方波信号f1跳变为高电平。
[0012]优选地，所述第一电阻、第一电容、激励线圈、第二电容、第二电阻形成谐振电路。
[0013]优选地，所述第一电阻、第二电阻的电阻值，所述第一电容、第二电容的电容值使所述第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容能与所述激励线圈在激励频率下谐振。
[0014]本专利技术所提供的一种磁通门磁探头的激励方法，基于如前所述磁通门磁探头的激励电路，所述激励方法包括：
[0015]步骤S1：向所述磁通门磁探头的激励电路的晶振输入工作电源，所述晶振产生周期性方波信号；
[0016]步骤S2：在所述第一电流放大器输出的正向激励电流使磁通门磁探头激励饱和时，所述第一电流放大器产生的监控信号S上形成凹陷信号，基于监控信号S形成的凹陷信号控制所述三极管基极的通断；即当磁通门磁探头激励饱和时监控信号S形成的凹陷信号下降沿控制所述三极管导通，监控信号S形成的凹陷信号上升沿控制所述三极管关断；所述三极管的通断将在所述三极管的基极产生脉冲信号；所述三极管将基极产生的脉冲信号发送给所述D触发器的时钟控制端；
[0017]步骤S3：所述D触发器的时钟控制端接收到所述三极管基极产生的脉冲信号后，所
述D触发器将所述D触发器数据输入端接收到的方波信号f1的电平锁存到所述D触发器的输出端；
[0018]步骤S4：所述D触发器输出的方波信号f1的电平控制第二电流放大器输出状态的高低电平转换，使第二电流放大器输出状态电平在磁通门磁探头激励饱和后始终与所述第一电流放大器输出状态电平保持一致，从而实现自适应饱和激励，磁通门磁探头激励饱和后立即关断激励电流；从而大幅减小激励饱和后激励电流工作电路中的无效能耗。
[0019]有益效果：
[0020](1)本专利技术为降低磁探头的功耗，本专利技术设计了一种磁通门磁探头高效激励方法，采用分段激励电路，在保证磁通门磁强计性能前提下，有效降低磁强计功耗。
[0021](2)本专利技术实现磁通门磁探头的低功耗工作。
[0022](3)本专利技术激励电路结构简单。
附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁通门磁探头的激励电路，其特征在于，所述激励电路包括晶振、分频器、D触发器、第一电流放大器、第二电流放大器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、三级管、激励线圈；所述晶振作为所述激励电路的输入，用于产生高频周期信号，所述高频周期信号输入所述分频器输入端；所述分频器将所述高频周期信号进行分频，从而得到所需频率的方波信号f1；将所述方波信号f1分别输入所述第一电流放大器的输入端及所述D触发器的数据输入端，所述D触发器的数据输入端连接所述第二电流放大器的输入端；所述第一电流放大器依次连接所述第一电阻、第一电容、激励线圈、第二电容、以及第二电阻；所述第二电阻的另一端连接所述第二电流放大器的输出端；所述三极管的基极连接所述第一电流放大器的输出端，所述三极管的集电极连接所述D触发器的时钟控制端。2.如权利要求1所述的激励电路，其特征在于，所述方波信号f1变为高电平后，所述第一电流放大器产生监控信号S并将根据所述方波信号f1的高电平状态控制所述第一电流放大器输出状态变为高电平，将所述监控信号S输入所述三极管的基极；所述第一电流放大器输出状态为高电平，此时所述第二电流放大器输出状态为低电平；根据电流放大器之间的电平差将形成从所述第一电流放大器流向所述第二电流放大器的正向激励电流；所述正向激励电流依次注入所述第一电阻、第一电容、激励线圈、第二电容、以及第二电阻；所述正向激励电流在所述第一电阻、第一电容、激励线圈、第二电容、第二电阻中开始磁通门磁探头激励过程，并在磁通门磁探头激励饱和时在所述第一电流放大器产生的监控信号S上产生凹陷信号；所述三极管基极根据所述第一电流放大器的监控信号S上产生的凹陷信号的下降沿和上升沿控制所述三极管的通断，进而在所述三极管集电极产生脉冲信号；所述三极管产生的脉冲信号输入所述D触发器的时钟控制端；所述D触发器基于三极管集电极产生的脉冲信号和所述分频器输出的方波信号f1的高电平状态控制所述D触发器输出端产生高电平；所述第二电流放大器根据所述D触发器输出端产生的高电平将所述第二电流放大器输出状态变换为高电平；所述第二电流放大器输出状态变换为高电平后，与所述第一电流放大器输出状态相同，激励工作电路两端电平相同，正向激励电流关断；当前周期内不再消耗电流，直到当前周期结束时所述方波信号f1跳变为低电平。3.如权利要求1所述的激励电路，其特征在于，所述方波信号f1跳变为低电平时，所述第二电流放大器输出状态为高电平，而所述第一电流放大器根据所述方波信号f1的低电平状态控制所述第一电流放大器输出状态变为低电平；根据电流放大器之间的电平差将形成从所述第二电流放大器流向所述第一电流放大器的反向激励电流，所述反向激励电流依次注入所述第二电阻、第二电容、激励线...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐侃侃，石超，望翔，董昊，张学斌，张忆，
申请(专利权)人：宜昌测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：