CN104883183A - 基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其由信号采集模块，与信号采集模块相连接的脉冲检测电路，与脉冲检测电路相连接的纠偏电路，与纠偏电路相连接的锁相环电路，以及设置在锁相环电路输出端的相位处理电路组成；其特征在于：在脉冲检测电路与纠偏电路之间还设置有电容反馈三点式振荡电路；本发明设置有电容反馈三点式振荡电路，其可发出稳定的频率信号，从而可以进一步的提高传感器的精度。

Description

基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器

技术领域

本发明涉及一种电子传感器，具体是指一种基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器。

背景技术

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。目前所使用的传感器频率不够稳定，从而使其所监视的参数发生误差，影响生产过程。

发明内容

本发明的目的在于克服目前传感器频率不够稳定的缺陷，提供一种基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器。

本发明的目的通过下述技术方案实现：基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其由信号采集模块，与信号采集模块相连接的脉冲检测电路，与脉冲检测电路相连接的纠偏电路，与纠偏电路相连接的的锁相环电路，设置在锁相环电路输出端的相位处理电路，以及设置在脉冲检测电路与纠偏电路之间的电容反馈三点式振荡电路组成。

进一步的，所述电容反馈三点式振荡电路由三极管VT8，三极管VT9，N极与三极管VT8的集电极相连接、P极则与脉冲检测电路相连接的二极管D4，一端与二极管D4的P极相连接、另一端则与三极管VT8的基极相连接的电阻R20，正极经振荡器X后与三极管VT9的集电极相连接、负极接地的极性电容C15，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端则经电阻R22后与极性电容C15的负极相连接的电阻R21，正极与三极管VT8的发射极相连接、负极则与三极管VT9的集电极相连接的极性电容C13，与极性电容C13相并联的可调电感L1，N极与三极管VT8的发射极相连接、P极则经电阻R23后与极性电容C15的负极相连接的二极管D5，以及正极与三极管VT9的发射极相连接、负极则与极性电容C15的负极相连接的极性电容C14组成；所述三极管VT8的发射极与纠偏电路相连接的同时接15V电压，其集电极则与电阻R21和电阻R22的连接点相连接；所述三极管VT9的基极则与三极管VT8的集电极相连接、其发射极则与二极管D5的P极相连接。

所述的相位处理电路由移相芯片M3，三极管VT6，三极管VT7，一端与移相芯片M3的VCC+管脚相连接、另一端与移相芯片M3的IN1管脚相连接的电阻R16，负极经电阻R17后与移相芯片M3的IN1管脚相连接、正极与移相芯片M3的IN2管脚相连接的极性电容C10，正极经电阻R18后与移相芯片M3的NC管脚相连接、负极与三极管VT6的集电极相连接的极性电容C12，正极与移相芯片M3的OUT管脚相连接、负极接地的极性电容C11，一端与移相芯片M3的OUT管脚相连接、另一端作为该相位处理电路的一个信号输出极的电位器R19，P极与移相芯片M3的OFF1管脚相连接、N极与三极管VT6的基极相连接的二极管D3，以及P极与移相芯片M3的OFF2管脚相连接、N极与三极管VT7的发射极相连接的二极管D2组成；所述移相芯片M3的IN1管脚与锁相环电路相连、VCC-管脚接地、OUT管脚与电位器R19的滑动端相连接，三极管VT6的发射极与三极管VT7的基极相连接，三极管VT7的集电极作为该相位处理电路的另一信号输出端；所述极性电容C10的负极还与锁相环电路相连接。

所述的脉冲检测电路由检测芯片M1，三极管VT1，一端与检测芯片M1的VCC管脚相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端分别与检测芯片M1的TIRE管脚和DIS管脚相连接的电阻R2，N极分别与检测芯片M1的OUT管脚和纠偏电路相连接、P极则顺次经电阻R4和电阻R3以及极性电容C1后接地的二极管D1，以及一端与检测芯片M1的CONT管脚相连接、另一端接地的极性电容C2组成；所述检测芯片M1的VCC管脚与信号采集模块相连接，其TRI管脚则与电阻R3和极性电容C1的连接点相连接，RESET管脚与电阻R3和电阻R4的连接点相连接，DIS管脚和THRE管脚还与电阻R3和极性电容C1的连接点相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT1的集电极接地；所述二极管D1的N极还与二极管D4的P极相连接。

所述的纠偏电路由纠偏芯片M2，三极管VT2，差分放大器U1，差分放大器U2，一端与纠偏芯片M2的RT管脚相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R6，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端经极性电容C3后与纠偏芯片M2的OUT管脚相连接的电阻R7，正极经电阻R8后与电阻R7和极性电容C3的连接点相连接、负极接地的极性电容C4，一端与差分放大器U1的输出端相连接、另一端与差分放大器U2的正相端相连接的电阻R5，串接在差分放大器U2的正相端和输出端之间的极性电容C5，以及正极与差分放大器U1的输出端相连接、负极分别与锁相环电路以及三极管VT8的发射极相连接的极性电容C6组成；所述差分放大器U2的反相端同时与纠偏芯片M2的SST管脚以及极性电容C4的正极相连接、其输出端与锁相环电路相连接，差分放大器U1的反相端与纠偏芯片M2的OLP管脚相连接、其正相端与二极管D1的N极相连接。

所述锁相环电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，正极与差分放大器U2的输出端相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C7，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端经电阻R9和电阻R11后与三极管VT3的集电极相连接的电阻R10，负极经电阻R13和电阻R12后与三极管VT4的集电极相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C8，以及负极经电阻R15和电阻R14后与其正极相连接的极性电容C9组成；所述三极管VT5的集电极与极性电容C9的负极相连接、其发射极与三极管VT4的发射极相连接、基极与极性电容C8的负极相连接，三极管VT4的基极与极性电容C9的正极相连接、发射极与三极管VT3的集电极相连接，电阻R10和电阻R9的连接点与极性电容C7的负极相连接，电阻R15和电阻R14的连接点和电阻R13和电阻R12的连接点、以及电阻R11和电阻R9的连接点相互连接；所述电阻R15和电阻R14的连接点还分别与极性电容C6的负极以及三极管VT8的发射极相连接，三极管VT5的发射级还与极性电容C10的负极相连接，所述移相芯片M3的IN1管脚还与电阻R15和电阻R14的连接点相连接。

为了达到更好的实用效果，该移相芯片M3优选为LM741集成芯片，检测芯片M1则优选为NE555集成芯片，而纠偏芯片M2则优选为BIT3102集成芯片。

本发明较现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明设置有移相处理电路，其使传感器的频率更稳定。

(2)本发明设置有锁相环电路，其能够使传感器的频率范围更宽。

(3)本发明设置有脉冲检测电路，可以对脉冲差错进行检测，使其对工作环境监视的参数更加准确，减少因误差给人们带来的损失。

(4)本发明设置有电容反馈三点式振荡电路，其可发出稳定的频率信号，从而可以进一步的提高传感器的精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的电容反馈三点式振荡电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明由信号采集模块，与信号采集模块相连接的脉冲检测电路，与脉冲检测电路相连接的纠偏电路，与纠偏电路相连接的的锁相环电路，设置在锁相环电路输出端的相位处理电路，以及设置在脉冲检测电路与纠偏电路之间的电容反馈三点式振荡电路组成。

所述的相位处理电路由移相芯片M3，三极管VT6，三极管VT7，一端与移相芯片M3的VCC+管脚相连接、另一端与移相芯片M3的IN1管脚相连接的电阻R16，负极经电阻R17后与移相芯片M3的IN1管脚相连接、正极与移相芯片M3的IN2管脚相连接的极性电容C10，正极经电阻R18后与移相芯片M3的NC管脚相连接、负极与三极管VT6的集电极相连接的极性电容C12，正极与移相芯片M3的OUT管脚相连接、负极接地的极性电容C11，一端与移相芯片M3的OUT管脚相连接、另一端作为该相位处理电路的一个信号输出极的电位器R19，P极与移相芯片M3的OFF1管脚相连接、N极与三极管VT6的基极相连接的二极管D3，以及P极与移相芯片M3的OFF2管脚相连接、N极与三极管VT7的发射极相连接的二极管D2组成；所述移相芯片M3的IN1管脚与锁相环电路相连、VCC-管脚接地、OUT管脚与电位器R19的滑动端相连接，三极管VT6的发射极与三极管VT7的基极相连接，三极管VT7的集电极作为该相位处理电路的另一信号输出端；所述极性电容C10的负极还与锁相环电路相连接。移相处理电路，其使传感器的频率更稳定。为了更好的实施本发明，所述的移相芯片M3优选为LM741集成芯片，其反应速度快、价格便宜。

所述的脉冲检测电路由检测芯片M1，三极管VT1，一端与检测芯片M1的VCC管脚相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端分别与检测芯片M1的TIRE管脚和DIS管脚相连接的电阻R2，N极分别与检测芯片M1的OUT管脚和纠偏电路相连接、P极则顺次经电阻R4和电阻R3以及极性电容C1后接地的二极管D1，以及一端与检测芯片M1的CONT管脚相连接、另一端接地的极性电容C2组成；所述检测芯片M1的VCC管脚与信号采集模块相连接，其TRI管脚则与电阻R3和极性电容C1的连接点相连接，RESET管脚与电阻R3和电阻R4的连接点相连接，DIS管脚和THRE管脚还与电阻R3和极性电容C1的连接点相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT1的集电极接地，而二极管D1的N极还与电容反馈三点式振荡电路相连接。通过脉冲检测电路可以检测传感器接到的脉冲是否有差错，并进行纠正，使其输出的信号更准确。为了保证实施效果，所述的检测芯片M1采用NE555集成芯片来实现。

为了能够进一步保证传感器输出准确的信号，从而设置有纠偏电路。其由纠偏芯片M2，三极管VT2，差分放大器U1，差分放大器U2，一端与纠偏芯片M2的RT管脚相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R6，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端经极性电容C3后与纠偏芯片M2的OUT管脚相连接的电阻R7，正极经电阻R8后与电阻R7和极性电容C3的连接点相连接、负极接地的极性电容C4，一端与差分放大器U1的输出端相连接、另一端与差分放大器U2的正相端相连接的电阻R5，串接在差分放大器U2的正相端和输出端之间的极性电容C5，以及正极与差分放大器U1的输出端相连接、负极分别与锁相环电路以及电容反馈三点式振荡电路相连接的极性电容C6组成；所述差分放大器U2的反相端同时与纠偏芯片M2的SST管脚以及极性电容C4的正极相连接、输出端与锁相环电路相连接，差分放大器U1的反相端与纠偏芯片M2的OLP管脚相连接、正相端与二极管D1的N极相连接。

所述锁相环电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，正极与差分放大器U2的输出端相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C7，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端经电阻R9和电阻R11后与三极管VT3的集电极相连接的电阻R10，负极经电阻R13和电阻R12后与三极管VT4的集电极相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C8，以及负极经电阻R15和电阻R14后与其正极相连接的极性电容C9组成；所述三极管VT5的集电极与极性电容C9的负极相连接、发射极与三极管VT4的发射极相连接、基极与极性电容C8的负极相连接，三极管VT4的基极与极性电容C9的正极相连接、发射极与三极管VT3的集电极相连接，电阻R10和电阻R9的连接点与极性电容C7的负极相连接，电阻R15和电阻R14的连接点和电阻R13和电阻R12的连接点、以及电阻R11和电阻R9的连接点相互连接。所述电阻R15和电阻R14的连接点还分别与极性电容C6的负极以及电容反馈三点式振荡电路相连接，三极管VT5的发射级还与极性电容C10的负极相连接，所述移相芯片M3的IN1管脚还与电阻R15和电阻R14的连接点相连接。锁相环电路可以使传感器的频率范围更广。

该电容反馈三点式振荡电路则为本发明的重点所在，如图2所示，其由三极管VT8，三极管VT9，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，极性电容C13，极性电容C14，极性电容C15，可调电感L1，二极管D4，二极管D5以及振荡器X组成。

连接时，该二极管D4的N极与三极管VT8的集电极相连接、其P极则与二极管D1的N极相连接，电阻R20的一端与二极管D4的P极相连接、其另一端则与三极管VT8的基极相连接，极性电容C15的正极经振荡器X后与三极管VT9的集电极相连接、其负极接地，电阻R21的一端与三极管VT8的发射极相连接、其另一端则经电阻R22后与极性电容C15的负极相连接，极性电容C13的正极与三极管VT8的发射极相连接、其负极则与三极管VT9的集电极相连接，可调电感L1则与极性电容C13相并联，二极管D5的N极与三极管VT8的发射极相连接、其P极则经电阻R23后与极性电容C15的负极相连接，极性电容C14的正极与三极管VT9的发射极相连接、其负极则与极性电容C15的负极相连接。

所述三极管VT8的发射极与极性电容C6的负极相连接的同时接15V电压，其集电极则与电阻R21和电阻R22的连接点相连接。所述三极管VT9的基极则与三极管VT8的集电极相连接、其发射极则与二极管D5的P极相连接。

其中，电阻R20为分压电阻，其可对电路进行过压保护。该三极管VT9呈并联谐振状态，而其谐振特性则可以使振荡器X具有稳定的工作频率。而电阻R21和电阻R22以及电阻R23则为偏置电阻，其可调节三极管VT9基极的偏置电流，使其符合工作要求。同时，极性电容C13和可调电感L1则形成LC回路，而振荡器X的振荡强度取决于该LC回路，当调节可调电感L1时则可以调节振荡器X的振荡强度。为了达到更好的实施效果，该三极管VT9可优先采用3DG11B型晶体管来实现。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (8)

1.基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其由信号采集模块，与信号采集模块相连接的脉冲检测电路，与脉冲检测电路相连接的纠偏电路，与纠偏电路相连接的的锁相环电路，以及设置在锁相环电路输出端的相位处理电路组成；其特征在于：在脉冲检测电路与纠偏电路之间还设置有电容反馈三点式振荡电路；所述电容反馈三点式振荡电路由三极管VT8，三极管VT9，N极与三极管VT8的集电极相连接、P极则与脉冲检测电路相连接的二极管D4，一端与二极管D4的P极相连接、另一端则与三极管VT8的基极相连接的电阻R20，正极经振荡器X后与三极管VT9的集电极相连接、负极接地的极性电容C15，一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端则经电阻R22后与极性电容C15的负极相连接的电阻R21，正极与三极管VT8的发射极相连接、负极则与三极管VT9的集电极相连接的极性电容C13，与极性电容C13相并联的可调电感L1，N极与三极管VT8的发射极相连接、P极则经电阻R23后与极性电容C15的负极相连接的二极管D5，以及正极与三极管VT9的发射极相连接、负极则与极性电容C15的负极相连接的极性电容C14组成；所述三极管VT8的发射极与纠偏电路相连接的同时接15V电压，其集电极则与电阻R21和电阻R22的连接点相连接；所述三极管VT9的基极则与三极管VT8的集电极相连接、其发射极则与二极管D5的P极相连接。

2.根据权利要求1所述的基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其特征在于：所述的相位处理电路由移相芯片M3，三极管VT6，三极管VT7，一端与移相芯片M3的VCC+管脚相连接、另一端与移相芯片M3的IN1管脚相连接的电阻R16，负极经电阻R17后与移相芯片M3的IN1管脚相连接、正极与移相芯片M3的IN2管脚相连接的极性电容C10，正极经电阻R18后与移相芯片M3的NC管脚相连接、负极与三极管VT6的集电极相连接的极性电容C12，正极与移相芯片M3的OUT管脚相连接、负极接地的极性电容C11，一端与移相芯片M3的OUT管脚相连接、另一端作为该相位处理电路的一个信号输出极的电位器R19，P极与移相芯片M3的OFF1管脚相连接、N极与三极管VT6的基极相连接的二极管D3，以及P极与移相芯片M3的OFF2管脚相连接、N极与三极管VT7的发射极相连接的二极管D2组成；所述移相芯片M3的IN1管脚与锁相环电路相连、VCC-管脚接地、OUT管脚与电位器R19的滑动端相连接，三极管VT6的发射极与三极管VT7的基极相连接，三极管VT7的集电极作为该相位处理电路的另一信号输出端；所述极性电容C10的负极还与锁相环电路相连接。

3.根据权利要求2所述的基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其特征在于：所述的脉冲检测电路由检测芯片M1，三极管VT1，一端与检测芯片M1的VCC管脚相连接、另一端则与三极管VT1的基极相连接的电阻R1，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端分别与检测芯片M1的TIRE管脚和DIS管脚相连接的电阻R2，N极分别与检测芯片M1的OUT管脚和纠偏电路相连接、P极则顺次经电阻R4和电阻R3以及极性电容C1后接地的二极管D1，以及一端与检测芯片M1的CONT管脚相连接、另一端接地的极性电容C2组成；所述检测芯片M1的VCC管脚与信号采集模块相连接，其TRI管脚则与电阻R3和极性电容C1的连接点相连接，RESET管脚与电阻R3和电阻R4的连接点相连接，DIS管脚和THRE管脚还与电阻R3和极性电容C1的连接点相连接，其GND管脚接地；所述三极管VT1的集电极接地；所述二极管D1的N极还与二极管D4的P极相连接。

4.根据权利要求3所述的基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其特征在于：所述的纠偏电路由纠偏芯片M2，三极管VT2，差分放大器U1，差分放大器U2，一端与纠偏芯片M2的RT管脚相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R6，一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端经极性电容C3后与纠偏芯片M2的OUT管脚相连接的电阻R7，正极经电阻R8后与电阻R7和极性电容C3的连接点相连接、负极接地的极性电容C4，一端与差分放大器U1的输出端相连接、另一端与差分放大器U2的正相端相连接的电阻R5，串接在差分放大器U2的正相端和输出端之间的极性电容C5，以及正极与差分放大器U1的输出端相连接、负极分别与锁相环电路以及三极管VT8的发射极相连接的极性电容C6组成；所述差分放大器U2的反相端同时与纠偏芯片M2的SST管脚以及极性电容C4的正极相连接、其输出端与锁相环电路相连接，差分放大器U1的反相端与纠偏芯片M2的OLP管脚相连接、其正相端与二极管D1的N极相连接。

5.根据权利要求4所述的基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其特征在于：所述锁相环电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，正极与差分放大器U2的输出端相连接、负极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C7，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端经电阻R9和电阻R11后与三极管VT3的集电极相连接的电阻R10，负极经电阻R13和电阻R12后与三极管VT4的集电极相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C8，以及负极经电阻R15和电阻R14后与其正极相连接的极性电容C9组成；所述三极管VT5的集电极与极性电容C9的负极相连接、其发射极与三极管VT4的发射极相连接、基极与极性电容C8的负极相连接，三极管VT4的基极与极性电容C9的正极相连接、发射极与三极管VT3的集电极相连接，电阻R10和电阻R9的连接点与极性电容C7的负极相连接，电阻R15和电阻R14的连接点和电阻R13和电阻R12的连接点、以及电阻R11和电阻R9的连接点相互连接；所述电阻R15和电阻R14的连接点还分别与极性电容C6的负极以及三极管VT8的发射极相连接，三极管VT5的发射级还与极性电容C10的负极相连接，所述移相芯片M3的IN1管脚还与电阻R15和电阻R14的连接点相连接。

6.根据权利要求5所述的基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其特征在于：所述的移相芯片M3为LM741集成芯片。

7.根据权利要求5所述的基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其特征在于：所述的检测芯片M1为NE555集成芯片。

8.根据权利要求5所述的基于电容反馈三点式振荡电路的锁相环脉冲检测传感器，其特征在于：所述的纠偏芯片M2为BIT3102集成芯片。