CN103095256A - 信号发生器 - Google Patents

Abstract

一种信号发生器，用于耦合到隐蔽导体，该信号发生器包括：第一振荡器，其被配置为生成具有第一频率的第一波形；第一端子，其通过第一带通滤波器连接到所述第一振荡器，所述第一带通滤波器被配置用于使所述第一频率的信号通过；第二振荡器，其被配置为生成具有第二频率的第二波形；以及第二端子，其通过第二带通滤波器连接到所述第二振荡器，所述第二带通滤波器被配置为使所述第二频率的信号通过。

Description

信号发生器

技术领域

本申请涉及用于探测载流导体的信号发生器。

背景技术

在埋藏了电缆、光缆或其他公用设施管道或导管处开始挖掘或其他施工之前，确定这些埋藏电缆或导管的位置，以确保其在施工过程中不被损坏是很重要的。能够追踪埋地电缆或导管的路径也是很有用的。载流导体发射可以由电磁天线探测到的电磁辐射。如果光缆或非金属公用设施管道或导管装配有小型电子追踪线，则在追踪线中可以耦合交流电流，进而辐射电磁辐射。使用探测器来探测由承载交流电流的导体发射的电磁场是已知的。

一种类型的这种探测器以三种模式中的一种进行工作。这些模式分类为无源模式或者有源模式，无源模式为“电源”模式和“无线电”模式，它们使用已存在主电源信号和水下VLF(超低频)信号进行通信。每种模式具有自己的探测频带。

该公开的主题的各个方面都涉及有源模式。

在有源模式下，信号发射器与在埋藏导体内的已知频率和调制的交变磁场相耦合。信号发射器可以直接连接至所述导体。在不能直接接入的地方，将信号发射器放置在埋藏导体的附近，则可以通过信号发生器产生的交变磁场在导体中感应交变电流信号。埋藏导体发射与信号发射器所产生的信号相应的交变磁场。

对于有效跟踪和识别埋地线路来说，信号频率的选择是一个重要的因素，没有一种可以覆盖所有条件的单个频率。对于由相对非技术人员使用的单个器械来说，没有选择只能折衷，并选择足够高的单个频率从而在感应模式下提供良好的性能，但又不能高到不能传送足够远。介于8KHz与33KHz之间的有源信号通常用于这些应用中。

33kHz被认为是良好的通用信号频率，适用于寻找许多埋藏电缆和金属导管。对于短距离的电缆，例如电信穿过用户的家中，33kHz的信号频率并不能提供足够的信号以给出优质的定位。这是因为主要电容性的信号返回路径阻抗很高；电缆越短，对地电容就越低，并且因此一个特定频率处的阻抗就越高。高阻抗导致所述电缆中的电流很小。

在这种情况下，可以使用更高的信号频率以获得更好的定位信号质量。可利用多频定位器和发射器，其具有合适的高频率操作模式，例如，66kHz、83kHz以及131kHz。这些产品要求操作者选择合适的信号频率，操作人员需要更高级的培训和具有较一般用户更强的专业技术。已存在有优化的专用单频定位器，用于寻找电信电缆，但这些都不太适合于一般的电缆和管道定位，因为高频信号会沿着一般的电缆或管道的距离迅速耗散。

发明内容

根据本申请的一个实施例，提供了一种信号发生器，用于与隐蔽导体相耦合。所述信号发生器包括：第一振荡器，其被配置为生成具有第一频率的第一波形；第一端子，其通过第一滤波器连接到所述第一振荡器，所述第一滤波器被配置为使第一频率的信号通过；第二振荡器，其被配置为生成具有第二频率的第二波形；以及第二端子，其通过第二滤波器耦合到第二振荡器，所述第二滤波器被配置为使第二频率的信号通过。

根据本申请的信号发生器允许在隐蔽导体中感应的具有两个频率的交流电流。例如这两个频率可以是33kHz和66kHz。这些频率可彼此同时检测到。因此，用于定位隐蔽导体的设备可以大约同时地使用这两个频率来定位导体。因此，本申请的实施例提供了电缆或导管在各种情况下的定位，而不需要使用者调整所述信号发生器或所述定位器。为此，本申请的实施例提供了一种稳健的、精确的系统对导管和电缆进行定位，其不需要用户具有知识或培训。

在本申请的一个实施例中，第二频率是第一频率的谐波。在一个实施例中，所述第二频率是第一频率的两倍。

在本申请的一个实施例中，选择第一波形以用于抑制第一频率的三次谐波频率。因为生成的波形是奇函数，所以它一般在三次谐波中具有较大的分量。因为该分量最接近全部的谐波分量(即，第3、5、7次谐波)，因此它将允许通过所述第一滤波器的最大部分。通过抑制三次谐波分量，所生成的信号可以用来作为在期望的频率上包含单分量的信号的很好的近似值。

在本申请的一个实施例中，电源为所述第一和第二振荡器提供电源电压和接地参考电压。所述第一和/或第二振荡器可以包括电流传感器，且如果电流传感器检测到的电流超过预定值，所述电源被配置用于降低所述电源电压。如果当流过施加到所述电路的负载的电流被调节到维持该电流在或低于最大值时，通过外部电路的端子之间的阻抗很低，则这种配置将节省电池电源。

在本申请的一个实施例中，信号发生器还包括：第一放大器，其被配置为放大第一波形，以及第二放大器，其被配置为放大第二波形。所述第一放大器和/或所述第二放大器可以包括以半桥式布置的两个开关元件。所述开关元件可以是MOSFET器件。

所述第一波形和第二波形可以由控制器提供，所述控制器被配置为生成所述第一波形和所述第二波形。

在本申请的一个实施例中，所述第一滤波器被配置用于为第二频率的信号提供从所述第一端子到所述接地参考的路径。在一个实施例中，所述第二滤波器被配置用于为第一频率的信号提供从所述第二端子接地的路径。

在本申请的一个实施例中，所述第一滤波器和/或所述第二滤波器为带通滤波器。

通过将所述第一和第二端子中的一个连接到埋藏导体，信号发生器可以连接到隐蔽导体，并用于将所述第一和第二端子中的另一个接地。可选地，所述第一和第二端子可以是电感耦合器，用于耦合至所述隐蔽导体。

信号发生器还可以包括：感应线圈，其与埋藏导体电感耦合；以及开关电路，其被配置为根据开关波形改变所述感应线圈中的电流，所述开关波形具有在所述第一频率上的第一分量以及所述第二频率上的第二分量。这样的配置允许信号发生器电感耦合到隐蔽导体，而不需要暴露隐蔽导体。

在本申请的一个实施例中，所述开关电路包含以H桥式布置的四个开关装置。

由此已经相当宽泛地勾勒出本申请的某些实施例，以便这里可以更好地理解本发明的详细说明，并且从而可以更好地理解对于该技术领域的贡献。当然，下文将描述本发明的附加实施例，其将构成所附随的权利要求的主题。

在这方面，在详细解释本申请的至少一个实施例之前，应当理解，本申请并不仅限于下面说明书中叙述的或者附图中示出的详细结构和部件布置。本发明能够应用于上述以外的实施例中，并且能够以各种方法进行和实施。而且，应当理解，此处所用的语句和术语、以及摘要是为了描述的目的，不应当被理解为限制性的。

这样，本领域的技术人员应当理解的是，本申请所基于的构思可以易于用作实施本申请的几个目的的其他结构、方法和系统的设计基础。因此，重要的是，权利要求被看作是包括了这样的等同的结构，只要它们不超出本申请的宗旨和范围。

附图说明

参照附图，举例说明本申请的实施例，其中：

图1示出了根据本申请的一个实施例的信号发生器的示意图；

图2示出了根据本申请的一个实施例的信号发生器的示意图；

图3A示出了根据本申请的一个实施例的信号发生器的示意图；

图3B示出了用于根据本申请的一个实施例的信号发生器的电源电路；

图4A示出了本申请的一个实施例中使用的驱动波形；

图4B示出了本申请一个实施例中使用的驱动波形；

图4C示出了本申请的一个实施例中使用的驱动波形；

图5示出了本申请的一个实施例的定位器；

图6A示出了本申请的一个实施例的定位器的示意图；以及

图6B示出了本申请的一个实施例的定位器的示意图。

具体实施方式

图1示出了信号发生器100，其生成交流信号用于耦合至埋藏导体。由信号发生器100生成的信号具有两个频率，即33kHz的第一频率和66kHz的第二频率。信号发生器具有第一振荡器102，所述第一振荡器102生成频率为33kHz的交流信号。所述第一振荡器连接到第一滤波器104，所述第一滤波器104被配置成允许具有33KHz频率的信号通过，并衰减由所述第一振荡器生成的任何谐波。第一端子106连接到所述第一滤波器104。信号发生器100具有第二振荡器108，所述第二振荡器108生成具有第二频率的信号。在这个例子中，第二频率是66kHz。所述第二振荡器连接到第二滤波器110。所述第二滤波器110允许具有频率约为66kHz的信号通过，并且衰减谐波。所述第二滤波器110连接到信号发生器100的第二端子112。

例如，所述第一和第二滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器。

在使用中，信号发生器100通过第一端子106和第二端子112耦合到埋藏导体。信号发生器100的输出可直接连接到埋藏导体。在这种情况下，所述端子其中之一在接入点如阀门、仪表或导体的端部处直接地连接到导管或电缆，并且所述电路借助另一端子与接地棒或其他接地连接点之间的连接而完成。

信号发生器100也可以电感耦合到导体。这是通过使用感应夹具而实现。所述信号发生器的输出端连接到缠绕磁芯的绕组，并且磁芯放置在导体周围。

因此，信号发生器100提供了一种在埋藏导体中生成具有两个频率的信号的方法。

图2示出了用于生成具有两个频率的信号的信号发生器200的示意图。在该实施例中，控制器202提供了具有第一频率的第一波形和具有第二频率的第二波形。控制器202是一个复杂可编程逻辑器件(CPLD)。所述第一波形通过放大器204馈送，并通过第一滤波器206到达第一端子208。控制器202还生成具有第二频率的第二波形，其通过第二放大器210馈送，并通过第二滤波器212到达第二端子214。所述放大器204和210都是由驱动器216构成，所述驱动器216驱动两个开关装置218和220。开关装置218和220被布置为半桥的形式。

在使用中，控制器202生成具有33kHz的第一频率和66kHz的第二频率的波形。选择这些波形中的每一个，以抑制它们基准频率的三次谐波频率的信号分量。然后，通过驱动器216使用该波形，以使得由所述开关装置218和220在接地参考和电源电压之间切换滤波器的输入。所述滤波器衰减波形中存在的谐波。例如，因此该第一滤波器206阻断除了33kHz以外的频率。因为用于所述第一放大器204的驱动波形被选择用来抑制三次谐波频率，所以，第一滤波器206不得不阻断的最大成分是33kHz的五次谐波频率。

当将负载连接在端子208和214之间时，电流通过相反的滤波器返回到接地参考。选择所述滤波器元件的阻抗，使得至用于33kHz的频率(从第一端子208发射的频率)的第二滤波器212的接地参考的阻抗很低，同时至用于66kHz的频率的第一滤波器206的接地参考的阻抗很低。

在上述实施例中，这些半桥通过CPLD进行控制。数字逻辑(例如CMOS)、微控制器、FPGA或其他数字处理器可以用来代替CPLD。在另一个实施例中，控制这些半桥的振荡器可以由彼此独立运行的晶体振荡器电路对提供。

图3A示出了用于耦合到导体、并在导体中生成具有两个频率的交流电流的信号发生器300的实施例。信号发生器300具有控制两个信号发生元件的控制器302。用于直接连接的信号发生元件304类似于图2中所描述的电路。信号发生器300还具有感应信号发生器306。所述感应信号发生器包括感应线圈308，感应线圈308由以H桥式布置的四个开关元件所驱动。为了生成具有第一频率和第二频率的信号，所述控制器生成驱动波形，该驱动波形具有第一和第二频率。该驱动波形用于驱动感应信号发生器306中的开关元件，并致使通过所述感应线圈308的电流根据驱动波形的时间积分发生变化。

每个半桥上的电流感测点310都被连接到信号发生器的电源，以用于在端子之间的电流变得高于阈值时，调节电源电压。

电源350如图3B中所示。该电源包括电池352。电池352连接到控制开关354。所述电池提供6V的电压给升压变换器(boost converter)356。该升压变换器356为图3A所示的半桥和H-桥提供电源电压。电流感测点352连接到所述升压变换器356的输入端和低通滤波器360。当在电流感测点310处检测到的电流超过阈值时，所述升压变换器降低电源电压，从而来调节通过负载的电流幅值。

图4A示出了用来驱动感应线圈308的波形402的示例。波形402是含有持续时间为9:23的脉冲的矩形波形。已经发现这种波形用来产生第一和第二频率分量，其中一个频率是另一个频率的两倍。

图4B示出了用于驱动直接连接电路304的33kHz部分的波形404的示例。该波形404具有F＝33kHz的高分量以及处于三次谐波频率3F的低分量。

图4C示出了用于驱动直接连接电路304的66kHz部分的波形406的示例。该波形406具有2F＝66kHz的高分量以及处于三次谐波频率6F的低分量。

在此说明，感应信号发生器306是非谐振的。这意味着其可以有效地生成两种不同频率的信号。用于感应地在导体中产生信号的信号发生器通常包括谐振电路。这样的谐振电路能有效地生成频率接近谐振电路的谐振频率的交流电流。然而，在生成位于谐振电路的谐振频率带宽之外的频率方面，所述谐振电路并不是有效的。这意味着要产生具有两个频率的交流电流(例如33kHz和66kHz)，不得不使用具有宽的谐振频率带宽(即低Q因数)的谐振电路，或所述谐振电路必须由远离其谐振的频率来驱动。任何一种情况都会造成无效率的能量转移。

对于所述信号发生器，上述直接连接输出系统提供了最佳功率效率，且同时在从0欧姆到无限大的整个负载阻抗范围内具有最佳信号质量(最低谐波含量)。最佳功率效率是通过使用D类开关放大器来获得的。当放大正弦波形时，B类放大器具有理论上最佳的78％(＝π高于4)的最大功率效率。D类放大器将其提高至理论功率效率极限100％。D类的缺陷主要是由于切换损耗，随着切换频率增加，所述切换损耗越大，由于重复地对开关组件中的电容充电和放电，导致实际功率效率小于100％。过滤所述开关级的输出，以防止不需要的开关噪声耦合到负载，这进一步造成了由于不理想的电感器和电容器中的电阻损耗导致的功率效率的减小。使用均匀采样的D类PWM需要至少10倍、以及优选地至少20倍的最高信号频率的开关频率。在本申请中，66kHz的最高信号频率需要至少660kHz的开关频率，更优选地至少为1.32MHz。这将导致D类放大器中的相当高的切换损失。这样的放大器几乎不会优于B类放大器。

通过如上所述的信号发生器，实现了更高的功率效率。在半电桥中，通过在信号频率上切换半桥使开关损耗减至最小。因为需要衰减的最低谐波频率是五次谐波，所以使用消除了半桥切换频率基频的三次谐波的开关波形可简化输出滤波器设计。结合两个这样的半桥电路，第一个工作于第一频率(33kHz)而第二个工作于第二频率(66kHz)，得到具有最小功率损耗的系统，从而使由便携式电池供电的信号发生器中的电池寿命最大化。且信号纯度也是堪称典范的，没有不期望的谐波和噪声。

现在将描述用于定位携带两个或多个频率的交流电流的导体的定位器或探测器。

参照图5，探测器1具有两个垂直间隔开的天线，即底部天线3和顶部天线5，装在细长的垂直支承的外壳(未示出)内，操作员使用手柄可手动地移动该外壳。天线3、5被布置为它们的轴平行且间隔开，以使在使用中，底部天线3在顶部天线5的正下方，它们的轴均为水平。各天线3、5生成的电信号被馈送至两个放大器7中相应的一个。放大器输出场强信号9，场强信号9被馈送至编解码器(CODEC)11。

天线3、5中的每一个都具有本底噪声。来自天线3、5的每一电信号都被馈送至其相应的放大器7，以将磁性传感器的本底噪声提高至CODEC 11的固有量化本底噪声之上。每一放大器7的输出被馈送至CODEC 11。

使用的天线3、5是高灵敏度的盘绕铁氧体磁棒(wound ferrite rod)。也可以使用其他的磁性传感器，诸如霍尔效应传感器，磁门磁强计(flux gatemagnetometer)，或巨磁阻传感器。

CODEC 11是24位立体声Δ-∑模数转换器(ADC)。这是相对便宜的设备，常用于音频工业。在用“RD4000(RTM)”商标标记的Radiodetection Limited(雷迪有限公司)的产品中，在天线和ADC之间使用预选式滤波、多级切换增益级和相敏外差电路。因为装置测量的绝对准确度是很重要的，所以，在其他的现有技术的电缆探测器中使用更精密的、因而更贵的ADC。

本实施方式中使用的CODEC 11具有±5％的绝对准确度，然而CODEC 11的使用方式使其成为用于本应用的理想的ADC。高动态范围消除了对多级增益级的需求。通过对探测带宽进行大量过采样来获得高动态范围—为该原理，音频CODEC 11的噪声整形方面为理想应用。

尽管该音频级立体声ADC的绝对准确性差，但是通过处理和比较从两个天线3、5接收的信号，探测器1对埋藏导体的深度进行了计算，从而本实施方式还是从中受益。因而，通过比较两个处理信号，克服了CODEC 11采样中的任何绝对不准确性。将CODEC 11用作比例计装置显著地降低了成本，而没有损害探测器1的总体性能。

CODEC 11以高达96KHz对场强信号9进行过采样。CODEC 11的输出13被馈送至数字信号处理模块15，该数字信号处理模块由数字信号处理器(DSP)16组成。

DSP 16主要有三个任务：首先，其负责确定探测频带的选择性；其次，其控制探测器的音频和视觉输出；第三，其为探测器1的其他元件提供一般控制功能。

DSP任务的更多操作细节由雷迪有限公司公开的申请WO 03/071311、WO03/069598、WO 03/069769，GB 2400994，和GB2400674提供，这些申请中的每一个都通过引用而整体结合到本申请中。

显著的益处源自于超窄带处理，噪声通常与带宽的平方成比例。探测器1同时在几个频带中进行处理，使得冲击响应函数(诸如一般定位任务)能够与窄带函数(诸如深度计算)共存。深度计算任务以高达44kHz的任一频率对1Hz带宽进行计算，带外抑制约为-120dB。

当发射器和接收器时钟之间的潜在频率误差超过信号带宽时，相位跟踪允许窄带任务锁定在载波频率。在有源模式的情况下，发射的信号可以被100％幅度调制，深度计算任务必须将其自身精确地定位在载波上而不与边带(位于32，768Hz±6Hz载波处)串扰。

相位跟踪算法是雷迪有限公司在申请号为0407372.2的英国申请中描述的处理的自然发展。信噪比(SNR)测量是在载波和边带上进行的，并且为确保跟踪算法而执行的检查不因电力线传输而在任何高次谐波上偏移。SNR是从量级和二阶导数相位信息两者来量化得到的；所有结果都与天线3、5两者相关。在SNR小于10dB的情况下，深度计算任务失效，因而确保只有准确的信息呈现给用户。

当在脉冲模式操作中时，将频谱识别概念应用于有源信号。该想法是雷迪有限公司在申请号为0407372.2的英国申请中描述的算法的简单应用，且包括载波和AM边带的频谱估算。该估算是SNR的离散傅立叶变换(DFT)卷积和测量。DFT随着跟踪算法而移动，且锁定在载波频率上。

这些方法的结合确保探测器1获得最佳可能的信号完整性和深度准确度。

用户通过灵敏度控制17和开关19来控制探测器1。开关19用于设置探测器1的操作模式。可以将探测器1设置为在无线电、电源或有源模式下工作。当使用专用的信号发生器接近待被探测的电缆时选择有源模式，信号发生器在再辐射磁信号的导体中感应交流电流。该信号发生器以预设频率和由探测器1确定的预设调制运行。开关19的另一位置是“回避(avoidance)”模式，下面将说明其操作。

灵敏度控制17用于改变天线3、5的梯度灵敏度。高灵敏度最初用于探测由载流导体产生的弱信号的存在。一旦确定导体的存在，就改变灵敏度控制17以减小探测器1的灵敏度，而用探测器1来更准确地确定隐蔽载流导体的位置。公布为US 6,777,923的雷迪有限公司的申请引用在此作为参考，其中描述了一种方法，该方法说明了作为灵敏度函数的定位窗。

液晶显示器(LCD)21设置在外壳表面以显示例如探测器的操作模式、电池状态、导体深度和/或探测到的信号的强度的信息。对于本领域技术人员来说，显然可以使用其他的用户显示装置。

探测器1还包括：存储软件的快闪只读存储器23、以及电源单元(PSU)25。探测器1的关键要求在于其必须是便携式的。因此电池26用于为探测器1供电，这种情况下为两个“D”型电池，各提供额定1.5V。

在使用过程中，所述探测器1被上电，且所述软件从快闪只读存储器23被加载到数字信号处理模块15。使用者调整开关19以选择操作模式。该选择可以是无线电模式、电源模式、有源模式、或回避模式。在电源模式、有源模式和回避模式中，深度阈值报警功能是激活状态。在回避模式中深度阈值报警功能仅在电源模式和有源模式的频带中的频率上起作用。下文详细说明深度阈值报警功能。

当探测器1接近载流导体时，在底部天线3和顶部天线5中感应电流。每一个天线3、5中感应的电流被相应的放大器7放大。放大器7的输出9是两个天线3、5的场强信号。将这些信号输入至CODEC 11，CODEC 11将这些信号采样，达到每秒采样96千采样。数字化信号13被馈送至数字信号处理模块15。数字信号处理模块15的DSP 16根据操作模式离析目标频带的信号。如果DSP探测到载流导体的存在，则在扬声器22和/或指示器21上触发音频和/或视觉报警。

图6A和图6B表示探测器1的更详细的框图，示出了在探测器1中实施的双频模式系统。如上所述，在检测到的导体中感应了33kHz和66kHz两个频率。

本实施例的探测器1同时处理两个频率33kHz和66kHz。该对天线3，5接收两个频率的信号分量。所述系统还具有常规的探测指示器21和扬声器22，能够指示由两个频率分量计算出的埋藏导体的深度。通常将探测灵敏度30设为最大，但也可以设于较低级。

多个立体声CODEC 11在73.242kHz计时。为了处理66kHz信号，使用这种CODEC、外差式振荡器的外差系统31以及两个外差混频器，用于将66kHz信号转换成中频6kHz信号。如图6A所示，使用频率约为60kHz的振荡器，所述外差混频器拒绝由60KHz振荡器的信号以及66kHz的信号的加和产生的信号，仅通过频率大约为6kHz的所述差值信号。这在ADC的奈奎斯特频率范围内。DSP 16处理所述天线3、5生成的场强信号，并在两个模式选择功能43、45中，同时隔离两个频带中每一个的信号。

在另一实施例中，省略所述外差系统31，使用模数转换器，其具有将所述奈奎斯特频率设置为高于66kHz的更高的采样速率。

对应于不同的频率的来自DSP 16的信号输出被馈送到自动增益控制器(AGC)，诸如在雷迪有限公司的美国专利6,777,923号描述的所述AGC，在此引入作为参考。每一个AGC 47的输出转换成在比较器49中的检测信号。所述检测信号被结合并用于提供来自扬声器22的音频输出和/或指示器21上的可视信号，例如在LCD上。

所述探测器1不断地计算埋藏导体的估计深度。如果计算所述埋藏导体的深度小于例如30cm的预设阈值，则可以触发音频和/或视觉报警以警告浅埋导体的操作者。这种浅埋导体应特别受关注，因为当挖掘地面时，存在的触碰浅埋导体的风险增加。

当计算所述导体的深度时，为了优化所述探测器的用户界面，所述DSP 16同时处理两个频带中的信号，以调整信息呈现给用户的方式。在1Hz带宽中计算所述导体的深度；在10Hz带宽内处理可视显示器，使得显示器的闪烁在可接受的水平；在35Hz下进行所述音频报警的处理，以确保所述脉冲音调清晰可闻。

本申请的实施例可以结合深度阈值报警而实施，和/或与‘回避模式’一起实施，所述‘回避模式’描述在英国专利申请2427473号中，其内容以全文引用的方式并入本申请。

尽管在以上描述的实施例中，由单个信号发生器在一个导体中感应出了两个频率，可设想本申请的实施例中这两个信号可由不同的信号发生器生成。实际上可设想在定位器的实施例中不同导体中感应出不同的频率，例如不同类型的公共设施感应出不同的频率。在这样的实施例中，所述定位器可以指示哪些频率是主导，由此对存在的公共设施给出指示。

所述数字域信号处理可以在现场可编程门阵列(FPGA)、DSP或微控制器装置中实现，或者分到上述设备的某种组合上。

本申请的各个方面可以以任何方便的形式实现，例如使用专用硬件，或信号处理的专用硬件和软件组合。所述处理装置可以包括任何适当的编程设备，例如通用计算机、个人数字助理、移动电话(例如WAP或3G标准手机)等等。由于本申请的处理可以如软件一样执行，因此，本申请的每个方面都包括在可编程装置上实现的计算机软件。因此，本申请的各个方面可以在可编程机器上执行，例如，但不限于，微控制器或计算机处理器。所述技术的程序方面可以被认为是“产品”或“制品”，这些通常为可执行码和/或相关数据的形式，所述数据运送或收录在一种机器可读介质中。“存储”类型的介质包括任何或所有移动台、计算机、处理器或类似物，或其相关联的模块的存储器，例如各种半导体存储器，磁带驱动器、磁盘驱动器等，其可以在任意时刻提供用于所述软件编程的存储。全部或部分软件有时可能通过因特网或各种其他电信网络传送。例如，这样的通信能够使得从一个计算机或处理器到另一台计算机或处理器装载软件。例如，软件和/或指令可以从服务器传送向客户端。因此，可以承受软件元件的另一种类型的媒介包括光、电和电磁波，诸如通过有线和光陆线网络和各种空中链路，在本地设备之间的物理接口上使用。所述携带有这种波的物理元件，诸如有线或无线链路，光链路等，也都可以认为是承载该软件的介质。如在此使用的，除非限于有形“存储”介质，术语如计算机或机器“可读介质”指任何参与提供指令给处理器用于执行的介质。

因此，机器可读介质可以采用许多形式，包括但不限于，有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失存储介质包括，例如，光盘或磁盘，诸如任何计算机或此类中的任何存储设备，例如可以用来实施在本申请中描述的所述主题。易失性存储介质包括动态存储器，诸如计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括电线，该电线包括计算机系统内的总线。载波传输介质可以采取电信号或电磁信号的形式，例如那些射频(RF)和红外(IR)数据通信过程中产生的声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡纸带、任何其他具有孔图案的物理存储介质、RAM、PROM和EPROM、快擦编程只读存储器(FLASH-EPROM)、任何其他存储器芯片或盒式磁带、载波传输数据或指令、电缆或链路传送这种载波或任何其他介质，计算机可从中读取程序代码和/或数据。许多这些形式的计算机可读介质可用来将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器以用于执行。

应该理解，涉及任何一个方面的所描述的任何特征可以单独使用，或结合其他所描述的特征，并且也可以结合使用所公开的任何其他的方面的一个或多个特征，或所公开的任何其他的方面的任意组合。此外，在不脱离本申请范围的情况下，也可以采用以上没有描述的等效物和修改。

根据所述详细的说明，本申请的许多特征和优点是明显的，因此，旨在通过所附的权利要求覆盖本申请的所有这些特征和优点，这些特征和优点落入本申请的真实精神和范围内。此外，对于本领域的技术人员由于许多修改和变动是容易发生的，不希望限制本申请公开的具体的结构以及操作说明和描述，因此，所有适当的修改和等效物均可认为落入本申请的范围内。

Claims (18)

1.一种信号发生器，用于耦合到隐蔽导体，该信号发生器包括：

第一振荡器，其被配置为生成具有第一频率的第一波形；

第一端子，其通过第一滤波器连接到所述第一振荡器，所述第一滤波器被配置为使所述第一频率的信号通过；

第二振荡器，其被配置为生成具有第二频率的第二波形；以及

第二端子，其通过第二滤波器连接到所述第二振荡器，所述第二滤波器被配置为使所述第二频率的信号通过。

2.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述第二频率是所述第一频率的谐波。

3.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述第二频率是所述第一频率的两倍。

4.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述第一波形被选择来抑制所述第一频率的三次谐波频率。

5.根据权利要求1所述的信号发生器，还包括电源，该电源为所述第一和第二振荡器提供电源电压和接地电压。

6.根据权利要求5所述的信号发生器，其特征在于，所述第一和/或第二振荡器包括电流传感器，且如果所述电流传感器检测到的电流超过预定值，所述电源被配置为减少所述电源电压。

7.根据权利要求1所述的信号发生器，还包括：第一放大器，其被配置为放大所述第一波形；以及第二放大器，其被配置为放大所述第二波形。

8.根据权利要求7所述的信号发生器，其特征在于，所述第一放大器和/或所述第二放大器包括以半桥式布置的两个开关元件。

9.根据权利要求8所述的信号发生器，其特征在于，所述开关装置为MOSFET器件。

10.根据权利要求7所述的信号发生器，其特征在于，所述第一和第二振荡器是由控制器提供的，所述控制器被配置为生成所述第一波形和所述第二波形。

11.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述第一滤波器被配置用于为所述第二频率的信号提供从所述第一端子接地的路径。

12.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述第二滤波器被配置用于为所述第一频率的信号提供从所述第二端子接地的路径。

13.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述第一和/或第二滤波器为带通滤波器。

14.根据权利要求1所述的信号发生器，进一步包括用于连接器，该连接器用于将所述第一和第二端子其中之一连接到所述埋藏导体，且将所述第一和第二端子其中的另一个接地。

15.根据权利要求1所述的信号发生器，进一步包括用于耦合所述第一和第二端子的电感耦合器。

16.根据权利要求1所述的信号发生器，进一步包括：

感应线圈，其与所述埋藏导体电感耦合；以及

开关电路，其被配置为根据具有所述第一频率的第一分量和所述第二频率的第二分量的开关波形，来改变所述感应线圈中的电流。

17.根据权利要求16的信号发生器，其特征在于，所述开关电路包括以H桥式布置的四个开关装置。

18.根据权利要求16所示的信号生成器，其特征在于，所述第二频率是所述第一频率的两倍。

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