CN104766377B - 一种快速处理的频率变换识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速处理的频率变换识别系统，主要包括信号采集电路(1)，与信号采集电路(1)相连接的频率变换电路(2)，与频率变换电路(2)相连接的线性放大电路(4)，与线性放大电路(4)相连接的信号识别电路(5)，与信号识别电路(5)相连接的恒流源电路(6)，以及与恒流源电路(6)相连接的末端传输电路(7)，其特征在于：还包括同时与信号采集电路(1)、频率变换电路(2)以及线性放大电路(4)相连接的快速处理电路(3)；所述的快速处理电路(3)由处理芯片U，N极与处理芯片U的IN1管脚相连接、P极与处理芯片U的IN2管脚相连接的二极管D4等组成；本发明设置有快速处理电路(3)，其可以大大提高识别系统的识别速度，同时还可以确保识别的准确性，使车辆通过ETC系统的速度更快，提高了ETC系统的效率。
Description
技术领域
本发明涉及电子领域，具体是指一种快速处理的频率变换识别系统。
背景技术
目前我国的路桥收费主要是现金交易，存在很多不足：如车辆通行率低，出错概率大，管理极不方便。在财务管理方面，会产生许多不可弥补的漏洞，从而导致收费款项的流失；在车辆通行管理方面，由于缺乏必要的防范措施，使得冲卡车辆大幅度上升。而ETC系统采用一系列先进的设备技术，如电视监控系统、路障控制系统、计算机账务管理系统等，最大限度的提高车辆通行率，由于采用计算机管理帐务，克服了人工收费存在的种种问题，能够充分发挥公路运输潜能。提高了公路、桥梁的交通流量以及经济和社会效益。目前各种不停车自动收费系统已应用于国内一些高速公路上，并取得了很好的效果。
然而，目前ETC中采用的识别系统识别速度较慢，严重影响了车辆的通过速度，使ETC系统的效率得不到充分发挥。
发明内容
本发明的目的在于克服目前ETC中采用的识别系统识别速度慢的缺陷，提供一种快速处理的频率变换识别系统。
本发明的目的用以下技术方案实现：一种快速处理的频率变换识别系统，主要包括信号采集电路，与信号采集电路相连接的频率变换电路，与频率变换电路相连接的线性放大电路，与线性放大电路相连接的信号识别电路，与信号识别电路相连接的恒流源电路，与恒流源电路相连接的末端传输电路，以及同时与信号采集电路、频率变换电路以及线性放大电路相连接的快速处理电路；所述的快速处理电路由处理芯片U，N极与处理芯片U的IN1管脚相连接、P极与处理芯片U的IN2管脚相连接的二极管D4，与二极管D4相并联的二极管D5，负极与信号采集电路相连接、正极与处理芯片U的OUT管脚相连接的极性电容C5，串接在处理芯片U的TRIM管脚和VOS管脚之间的电阻R10，一端与处理芯片U的V+管脚相连接、另一端则经电阻R12后接地的电阻R11，正极与处理芯片U的OUT管脚相连接、负极接地的极性电容C7，串接在处理芯片U的V-管脚和NC管脚之间的极性电容C6，以及N极与处理芯片U的OUT管脚相连接、P极则经二极管D7后接地的二极管D6组成；所述处理芯片U的IN1管脚与信号采集电路相连接、NC管脚与其OUT管脚相连接、OUT管脚则与频率变换电路相连接、VOS管脚与二极管D6的P极相连接，电阻R11和电阻R12的连接点与线性放大电路相连接。
进一步的，所述的信号采集电路由三极管Q1，正极顺次经电阻R1和极性电容C3后与三极管Q1的集电极相连接、负极则与三极管Q1的基极相连接的极性电容C1，正极经电阻R2后与极性电容C1的正极相连接、负极与三极管Q1的基极相连接的极性电容C2组成；电阻R1和极性电容C3的连接点与频率变换电路相连接，三极管Q1的发射极则同时与频率变换电路以及极性电容C5的负极相连接。
所述频率变换电路由运算放大器T1，三极管Q2，三极管Q3，N极顺次经电位器R4和电位器R8后与运算放大器T1的反相输入端相连接、P极则经电阻R3后与运算放大器T1的正相输入端相连接的二极管D1，N极与电阻R1和极性电容C3的连接点相连接、P极则与二极管D1的P极相连接的晶闸管D2，一端与晶闸管D2的N极相连接、另一端与运算放大器T1的正相输入端相连接的电阻R5，N极经电阻R6后与晶闸管D2的N极相连接、P极与电位器R4和电位器R8的连接点相连接的二极管D3，一端与晶闸管D2的N极相连接、另一端则经电阻R9后与运算放大器T1的输出端相连接的电阻R7，以及正极与三极管Q2的发射极相连接、负极与运算放大器T1的输出端相连接的极性电容C4组成；所述三极管Q2的发射极与运算放大器T1的反相输入端相连接、集电极与三极管Q3的基极相连接、基极与电阻R7和电阻R9的连接点相连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的基极相连接、发射极与运算放大器T1的输出端相连接，运算放大器T1的正相输入端与处理芯片U的OUT管脚相连接、输出端与线性放大电路相连接，二极管D1的P极还与三极管Q1的发射极相连接。
所述的线性放大电路由运算放大器T2，正极与运算放大器T1的输出端相连接、负极与运算放大器T2的反相输入端相连接的极性电容C8，一端与运算放大器T1的输出端相连接、另一端则经电位器R14后与运算放大器T2的反相输入端相连接的电阻R13组成；电位器R14的滑动端与极性电容C8的负极相连，运算放大器T2的正相输入端则同时与电阻R11和电阻R12的连接点以及信号识别电路相连接、其输出端与信号识别电路相连。
所述的信号识别电路由识别芯片U1，三极管Q4，正极与三极管Q3的发射极相连接、负极与三极管Q4的集电极相连接的极性电容C9，一端与极性电容C9的正极相连接、另一端同时与识别芯片U1的IN1管脚和IN2管脚相连接的电阻R15，P极与三极管Q4的发射极相连接、N极与运算放大器T2的正相输入端相连接的二极管D8，正极与三极管Q4的发射极相连接、负极与识别芯片U1的GAIN管脚相连接的极性电容C10，以及N极与识别芯片U1的OUT管脚相连接、P极则与识别芯片U1的BYP管脚相连接的二极管D9组成；所述识别芯片U1的VCC管脚与极性电容C9的正极相连接、其GND管脚与VS管脚相连接、VS管脚则同时与二极管D8的N极以及恒流源电路相连接、OUT管脚与恒流源电路相连接，三极管Q4的基极与运算放大器T2的输出端相连接。
所述的恒流源电路包括电阻R16，电位器R17，电阻R18，电阻R19，极性电容C11，以及三极管Q5；所述三极管Q5的发射极顺次经电位器R17、电阻R16、电阻R18以及电阻R19后与其集电极相连接，其基极则同时与电阻R18和电阻R19的连接点以及末端传输电路相连接，集电极经极性电容C11后接地；电阻R18和电阻R16的连接点同时与识别芯片U1的OUT管脚以及外部电源相连接，三极管Q5的集电极还同时与识别芯片U1的VS管脚以及末端传输电路相连接。
所述末端传输电路由处理芯片U2，差分放大器T3，正极与处理芯片U2的CO管脚相连接、负极经电阻R20后与处理芯片U2的CN管脚相连接的极性电容C12，与极性电容C12相并联的电阻R21，正极经电阻R23和电阻R22后与处理芯片U2的FX管脚相连接、负极则与处理芯片U2的BE管脚相连接的极性电容C13组成；所述差分放大器T3的反相输入端与处理芯片U2的BE管脚相连接、正相输入端与三极管Q5的集电极相连接，处理芯片U2的CO管脚还与三极管Q5的基极相连接、FU管脚为空脚。
所述的处理芯片U为OP07型集成芯片。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明设置有快速处理电路，其可以大大提高识别系统的识别速度，同时还可以确保识别的准确性，使车辆通过ETC系统的速度更快，提高了ETC系统的效率。
(2)本发明所采用OP07型集成芯片作为处理芯片，其精度高、输入噪音很低、并且可以长期稳定的工作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
以上附图中附图标记的名称分别为：
1—信号采集电路，2—频率变换电路，3—快速处理电路，4—线性放大电路，5—信号识别电路，6—恒流源电路，7—末端传输电路。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明作进一步地详细说明，但发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明的快速处理的频率变换识别系统，主要包括信号采集电路1，与信号采集电路1相连接的频率变换电路2，与频率变换电路2相连接的线性放大电路4，与线性放大电路4相连接的信号识别电路5，与信号识别电路5相连接的恒流源电路6，与恒流源电路6相连接的末端传输电路7，以及同时与信号采集电路1、频率变换电路2以及线性放大电路4相连接的快速处理电路3。
其中，快速处理电路3为本发明的重点，其由处理芯片U，N极与处理芯片U的IN1管脚相连接、P极与处理芯片U的IN2管脚相连接的二极管D4，与二极管D4相并联的二极管D5，负极与信号采集电路1相连接、正极与处理芯片U的OUT管脚相连接的极性电容C5，串接在处理芯片U的TRIM管脚和VOS管脚之间的电阻R10，一端与处理芯片U的V+管脚相连接、另一端则经电阻R12后接地的电阻R11，正极与处理芯片U的OUT管脚相连接、负极接地的极性电容C7，串接在处理芯片U的V-管脚和NC管脚之间的极性电容C6，以及N极与处理芯片U的OUT管脚相连接、P极则经二极管D7后接地的二极管D6组成；所述处理芯片U的IN1管脚与信号采集电路1相连接、NC管脚与其OUT管脚相连接、OUT管脚则与频率变换电路2相连接、VOS管脚与二极管D6的P极相连接，电阻R11和电阻R12的连接点与线性放大电路4相连接。通过快速处理电路3的作用，可以大大提高识别系统的识别速度，同时还可以确保识别的准确性，使车辆通过ETC系统的速度更快，提高了ETC系统的效率。为了更好的实施本发明，该处理芯片U优选为Analog Devices Inc厂家生产的OP07型集成芯片，最大偏移量仅为150Μv，最大失调电压漂移仅为0.5μV/℃，因此，其具有很高的精度、输入噪音很低、并且可以长期稳定的工作。
信号采集电路1用于采集车辆信息，其由三极管Q1，正极顺次经电阻R1和极性电容C3后与三极管Q1的集电极相连接、负极则与三极管Q1的基极相连接的极性电容C1，正极经电阻R2后与极性电容C1的正极相连接、负极与三极管Q1的基极相连接的极性电容C2组成；电阻R1和极性电容C3的连接点与频率变换电路2相连接，三极管Q1的发射极则同时与频率变换电路2以及极性电容C5的负极相连接。
同时，频率变换电路2由运算放大器T1，三极管Q2，三极管Q3，N极顺次经电位器R4和电位器R8后与运算放大器T1的反相输入端相连接、P极则经电阻R3后与运算放大器T1的正相输入端相连接的二极管D1，N极与电阻R1和极性电容C3的连接点相连接、P极则与二极管D1的P极相连接的晶闸管D2，一端与晶闸管D2的N极相连接、另一端与运算放大器T1的正相输入端相连接的电阻R5，N极经电阻R6后与晶闸管D2的N极相连接、P极与电位器R4和电位器R8的连接点相连接的二极管D3，一端与晶闸管D2的N极相连接、另一端则经电阻R9后与运算放大器T1的输出端相连接的电阻R7，以及正极与三极管Q2的发射极相连接、负极与运算放大器T1的输出端相连接的极性电容C4组成；所述三极管Q2的发射极与运算放大器T1的反相输入端相连接、集电极与三极管Q3的基极相连接、基极与电阻R7和电阻R9的连接点相连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的基极相连接、发射极与运算放大器T1的输出端相连接，运算放大器T1的正相输入端与处理芯片U的OUT管脚相连接、输出端与线性放大电路4相连接，二极管D1的P极还与三极管Q1的发射极相连接。频率变换电路2可以对信号采集电路1所采集的车辆信息进行自动调整，以满足识别系统的需求，使识别系统对车辆信息的识别更加准确，避免误识别现像发生。电路中的三极管Q2和三极管Q3相互触发连接，使频率变换电路2的效率更高。
线性放大电路4由运算放大器T2，正极与运算放大器T1的输出端相连接、负极与运算放大器T2的反相输入端相连接的极性电容C8，一端与运算放大器T1的输出端相连接、另一端则经电位器R14后与运算放大器T2的反相输入端相连接的电阻R13组成；电位器R14的滑动端与极性电容C8的负极相连，运算放大器T2的正相输入端则同时与电阻R11和电阻R12的连接点以及信号识别电路5相连接、其输出端与信号识别电路5相连。通过线性放大电路4的处理，可以使信号不失真的放大，能够很好的避免ETC系统对车辆错误识别。
信号识别电路5对车辆信息进行识别，其由识别芯片U1，三极管Q4，正极与三极管Q3的发射极相连接、负极与三极管Q4的集电极相连接的极性电容C9，一端与极性电容C9的正极相连接、另一端同时与识别芯片U1的IN1管脚和IN2管脚相连接的电阻R15，P极与三极管Q4的发射极相连接、N极与运算放大器T2的正相输入端相连接的二极管D8，正极与三极管Q4的发射极相连接、负极与识别芯片U1的GAIN管脚相连接的极性电容C10，以及N极与识别芯片U1的OUT管脚相连接、P极则与识别芯片U1的BYP管脚相连接的二极管D9组成；所述识别芯片U1的VCC管脚与极性电容C9的正极相连接、其GND管脚与VS管脚相连接、VS管脚则同时与二极管D8的N极以及恒流源电路6相连接、OUT管脚与恒流源电路6相连接，三极管Q4的基极与运算放大器T2的输出端相连接。为了更好的实施本发明，该识别芯片U1选为LM386集成芯片，其精度高、价格低廉，并且工作时能耗低。
恒流源电路6包括电阻R16，电位器R17，电阻R18，电阻R19，极性电容C11，以及三极管Q5；所述三极管Q5的发射极顺次经电位器R17、电阻R16、电阻R18以及电阻R19后与其集电极相连接，其基极则同时与电阻R18和电阻R19的连接点以及末端传输电路7相连接，集电极经极性电容C11后接地；电阻R18和电阻R16的连接点同时与识别芯片U1的OUT管脚以及外部电源相连接，三极管Q5的集电极还同时与识别芯片U1的VS管脚以及末端传输电路7相连接。
另外，末端传输电路7由处理芯片U2，差分放大器T3，正极与处理芯片U2的CO管脚相连接、负极经电阻R20后与处理芯片U2的CN管脚相连接的极性电容C12，与极性电容C12相并联的电阻R21，正极经电阻R23和电阻R22后与处理芯片U2的FX管脚相连接、负极则与处理芯片U2的BE管脚相连接的极性电容C13组成；所述差分放大器T3的反相输入端与处理芯片U2的BE管脚相连接、正相输入端与三极管Q5的集电极相连接，处理芯片U2的CO管脚还与三极管Q5的基极相连接、FU管脚为空脚。该处理芯片U2优选为LA6324集成芯片，其处理速度快、精度高。
如上所述，便可很好的实现本发明。
Claims (8)
1.一种快速处理的频率变换识别系统，主要包括信号采集电路(1)，与信号采集电路(1)相连接的频率变换电路(2)，与频率变换电路(2)相连接的线性放大电路(4)，与线性放大电路(4)相连接的信号识别电路(5)，与信号识别电路(5)相连接的恒流源电路(6)，以及与恒流源电路(6)相连接的末端传输电路(7)，其特征在于：还包括同时与信号采集电路(1)、频率变换电路(2)以及线性放大电路(4)相连接的快速处理电路(3)；所述的快速处理电路(3)由处理芯片U，N极与处理芯片U的IN1管脚相连接、P极与处理芯片U的IN2管脚相连接的二极管D4，与二极管D4相并联的二极管D5，负极与信号采集电路(1)相连接、正极与处理芯片U的OUT管脚相连接的极性电容C5，串接在处理芯片U的TRIM管脚和VOS管脚之间的电阻R10，一端与处理芯片U的V+管脚相连接、另一端则经电阻R12后接地的电阻R11，正极与处理芯片U的OUT管脚相连接、负极接地的极性电容C7，串接在处理芯片U的V-管脚和NC管脚之间的极性电容C6，以及N极与处理芯片U的OUT管脚相连接、P极则经二极管D7后接地的二极管D6组成；所述处理芯片U的IN1管脚与信号采集电路(1)相连接、NC管脚与其OUT管脚相连接、OUT管脚则与频率变换电路(2)相连接、VOS管脚与二极管D6的P极相连接，电阻R11和电阻R12的连接点与线性放大电路(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种快速处理的频率变换识别系统，其特征在于：所述的信号采集电路(1)由三极管Q1，正极顺次经电阻R1和极性电容C3后与三极管Q1的集电极相连接、负极则与三极管Q1的基极相连接的极性电容C1，正极经电阻R2后与极性电容C1的正极相连接、负极与三极管Q1的基极相连接的极性电容C2组成；电阻R1和极性电容C3的连接点与频率变换电路(2)相连接，三极管Q1的发射极则同时与频率变换电路(2)以及极性电容C5的负极相连接。
3.根据权利要求2所述的一种快速处理的频率变换识别系统，其特征在于：所述频率变换电路(2)由运算放大器T1，三极管Q2，三极管Q3，N极顺次经电位器R4和电位器R8后与运算放大器T1的反相输入端相连接、P极则经电阻R3后与运算放大器T1的正相输入端相连接的二极管D1，N极与电阻R1和极性电容C3的连接点相连接、P极则与二极管D1的P极相连接的晶闸管D2，一端与晶闸管D2的N极相连接、另一端与运算放大器T1的正相输入端相连接的电阻R5，N极经电阻R6后与晶闸管D2的N极相连接、P极与电位器R4和电位器R8的连接点相连接的二极管D3，一端与晶闸管D2的N极相连接、另一端则经电阻R9后与运算放大器T1的输出端相连接的电阻R7，以及正极与三极管Q2的发射极相连接、负极与运算放大器T1的输出端相连接的极性电容C4组成；所述三极管Q2的发射极与运算放大器T1的反相输入端相连接、集电极与三极管Q3的基极相连接、基极与电阻R7和电阻R9的连接点相连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的基极相连接、发射极与运算放大器T1的输出端相连接，运算放大器T1的正相输入端与处理芯片U的OUT管脚相连接、输出端与线性放大电路(4)相连接，二极管D1的P极还与三极管Q1的发射极相连接。
4.根据权利要求3所述的一种快速处理的频率变换识别系统，其特征在于：所述的线性放大电路(4)由运算放大器T2，正极与运算放大器T1的输出端相连接、负极与运算放大器T2的反相输入端相连接的极性电容C8，一端与运算放大器T1的输出端相连接、另一端则经电位器R14后与运算放大器T2的反相输入端相连接的电阻R13组成；电位器R14的滑动端与极性电容C8的负极相连，运算放大器T2的正相输入端则同时与电阻R11和电阻R12的连接点以及信号识别电路(5)相连接、其输出端与信号识别电路(5)相连。
5.根据权利要求4所述的一种快速处理的频率变换识别系统，其特征在于：所述的信号识别电路(5)由识别芯片U1，三极管Q4，正极与三极管Q3的发射极相连接、负极与三极管Q4的集电极相连接的极性电容C9，一端与极性电容C9的正极相连接、另一端同时与识别芯片U1的IN1管脚和IN2管脚相连接的电阻R15，P极与三极管Q4的发射极相连接、N极与运算放大器T2的正相输入端相连接的二极管D8，正极与三极管Q4的发射极相连接、负极与识别芯片U1的GAIN管脚相连接的极性电容C10，以及N极与识别芯片U1的OUT管脚相连接、P极则与识别芯片U1的BYP管脚相连接的二极管D9组成；所述识别芯片U1的VCC管脚与极性电容C9的正极相连接、其GND管脚与VS管脚相连接、VS管脚则同时与二极管D8的N极以及恒流源电路(6)相连接、OUT管脚与恒流源电路(6)相连接，三极管Q4的基极与运算放大器T2的输出端相连接。
6.根据权利要求5所述的一种快速处理的频率变换识别系统，其特征在于：所述的恒流源电路(6)包括电阻R16，电位器R17，电阻R18，电阻R19，极性电容C11，以及三极管Q5；所述三极管Q5的发射极顺次经电位器R17、电阻R16、电阻R18以及电阻R19后与其集电极相连接，其基极则同时与电阻R18和电阻R19的连接点以及末端传输电路(7)相连接，集电极经极性电容C11后接地；电阻R18和电阻R16的连接点同时与识别芯片U1的OUT管脚以及外部电源相连接，三极管Q5的集电极还同时与识别芯片U1的VS管脚以及末端传输电路(7)相连接。
7.根据权利要求6所述的一种快速处理的频率变换识别系统，其特征在于：所述末端传输电路(7)由处理芯片U2，差分放大器T3，正极与处理芯片U2的CO管脚相连接、负极经电阻R20后与处理芯片U2的CN管脚相连接的极性电容C12，与极性电容C12相并联的电阻R21，正极经电阻R23和电阻R22后与处理芯片U2的FX管脚相连接、负极则与处理芯片U2的BE管脚相连接的极性电容C13组成；所述差分放大器T3的反相输入端与处理芯片U2的BE管脚相连接、正相输入端与三极管Q5的集电极相连接，处理芯片U2的CO管脚还与三极管Q5的基极相连接、FU管脚为空脚。
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种快速处理的频率变换识别系统，其特征在于：所述的处理芯片U为OP07型集成芯片。
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