CN106330141A - 舒曼波发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种舒曼波发生装置，包括：直流斩波器、控制器、逆变电路、电感线圈以及可变电阻器；所述直流斩波器的输入端与电源连接，输出端与逆变电路的驱动端连接；所述控制器用于产生脉冲信号，并与逆变电路的逻辑控制端连接；所述逆变电路的输出端与所述电感线圈连接，以使所述电感线圈通电，从而产生舒曼波；所述可变电阻器与所述电感线圈串联设置，用于调节所述电感线圈中的电流大小，从而调整所述舒曼波的强度。本发明提供的舒曼波发生装置，结构简单，体积和重量都可以做的很小，且功耗较低，整体性能较好。

Description

舒曼波发生装置

技术领域

本发明涉及电子技术，尤其涉及一种舒曼波发生装置。

背景技术

舒曼波是地球中存在的一种极低频电磁波，由雷电放电激发，其波长约等于地球的周长。舒曼波的频率受到地球电离层波导的控制，主频为7.83Hz。恰好人类脑波中的α波和θ波的频率也接近7.8Hz，即我们的神经系统会对电磁脉冲舒曼波产生共振反应。

目前现有技术中还没有利用电磁波发生原理来专门产生舒曼波的装置。现有技术中的电磁波发生装置，主要有铁心型和天线型两种。铁心型电磁波发生装置由铁心、骨架和线圈组成，骨架套设在铁心上，线圈缠绕在骨架上，铁心包括支撑座和至少两个线圈固定杆，线圈固定杆固定在支撑座上。天线型电磁波发生装置，由天线、馈入部、金属连接部、传输线、金属耦接部和接地金属部组成，可以在无线电传输中进行有效的阻抗匹配。以上两种电磁波发生装置结构复杂，体积和重量较大，功耗较高。

发明内容

本发明提供一种舒曼波发生装置，用以解决现有技术中产生舒曼波的装置结构复杂、功耗较高的技术问题。

本发明提供一种舒曼波发生装置，包括：直流斩波器、控制器、逆变电路、电感线圈以及可变电阻器；

所述直流斩波器的输入端与电源连接，输出端与逆变电路的驱动端连接；

所述控制器用于产生脉冲信号，并与逆变电路的逻辑控制端连接；

所述逆变电路的输出端与所述电感线圈连接，以使所述电感线圈通电，从而产生舒曼波；

所述可变电阻器与所述电感线圈串联设置，用于调节所述电感线圈中的电流大小，从而调整所述舒曼波的强度。

进一步地，所述舒曼波发生装置，还包括：显示装置；

所述显示装置与所述控制器连接，用于向用户显示所述电感线圈通电后产生的舒曼波的频率和强度。

进一步地，所述直流斩波器的输出端还分别与所述控制器和所述显示装置连接，用于为所述控制器和所述显示装置供电。

进一步地，所述舒曼波发生装置，还包括：输入装置；所述输入装置与所述控制器连接，用于接收用户输入的期望频率信息，并将所述期望频率信息发送给所述控制器；

相应的，所述控制器还用于：根据所述期望频率信息调整所述脉冲信号的频率，以使所述电感线圈通电后产生的磁场频率符合用户的期望频率。

进一步地，所述控制器产生的脉冲信号为两路互补的方波信号；或者，所述控制器产生的脉冲信号为脉冲宽度调制信号。

进一步地，所述逆变电路采用半桥结构或全桥结构。

进一步地，所述电源为锂聚合物电池；所述舒曼波发生装置还包括：充电控制电路，所述充电控制电路用于为所述锂聚合物电池充电。

进一步地，所述舒曼波发生装置，还包括：指示灯；所述指示灯与所述充电控制电路连接，用于在所述充电控制电路为所述锂聚合物电池充电时提示用户电池正在充电。

进一步地，所述电源为开关电源；所述开关电源用于与市电连接，将市电转换为直流电。

进一步地，所述电源为干电池；所述电感线圈的体积大于预设阈值。

本发明提供的舒曼波发生装置，包括直流斩波器、控制器、逆变电路、电感线圈以及可变电阻器，所述直流斩波器的输入端与电源连接，输出端与逆变电路的驱动端连接，所述控制器用于产生脉冲信号，并与逆变电路的逻辑控制端连接，所述逆变电路的输出端与所述电感线圈连接，以使所述电感线圈通电，从而产生舒曼波，所述可变电阻器与所述电感线圈串联设置，用于调节所述电感线圈中的电流大小，从而调整所述舒曼波的强度，结构简单，体积和重量都可以做的很小，且功耗较低，整体性能较好。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的舒曼波发生装置的结构框图；

图2为本发明实施例二提供的舒曼波发生装置的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的舒曼波发生装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的舒曼波发生装置的结构示意图。

附图标记：

1-直流斩波器 2-控制器 3-逆变电路 4-电感线圈

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

实施例一

本发明实施例一提供一种舒曼波发生装置。图1为本发明实施例一提供的舒曼波发生装置的结构框图。如图1所示，本实施例中的舒曼波发生装置，可以包括：直流斩波器1、控制器2、逆变电路3、电感线圈4以及可变电阻器(图中未示出)；

所述直流斩波器1的输入端与电源连接，输出端与逆变电路3的驱动端连接；

所述控制器2用于产生脉冲信号，并与逆变电路3的逻辑控制端连接；

所述逆变电路3的输出端与所述电感线圈4连接，以使所述电感线圈4通电，从而产生舒曼波；

所述可变电阻器与所述电感线圈4串联设置，用于调节所述电感线圈4中的电流大小，从而调整所述舒曼波的强度。

本实施例中，所述直流斩波器1用于将电源电压调整为合适的电压值，对装置中的部件进行供电。具体地，所述直流斩波器1的输入端可以与电源连接，输出端可以与逆变电路3的驱动端连接，以对逆变电路3的驱动端供电。

进一步地，所述直流斩波器1还可以为逆变电路3的逻辑控制端供电。本实施例中，所述直流斩波器1的个数可以为一个或者多个，所述逆变电路3的逻辑控制端和驱动端可采用相同或不同直流斩波器1供电。采用同一直流斩波器1供电的电路结构较为简单，易于实现；采用两路直流斩波器1分别供电的电路结构复杂，但可以大大降低整体功耗。

控制器2可以为单片机，也可以为DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)或FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)等，只要能够实现相应功能即可，本实施例对其具体类型和型号不作限制。所述控制器2用于产生脉冲信号，并与逆变电路3的逻辑控制端连接。

具体地，所述控制器2可以产生两路脉冲信号，两路脉冲信号的可以作为逆变电路3的逻辑控制信号。所述脉冲信号可以为两路互补的方波信号，简单、容易实现，或者，所述脉冲信号为脉冲宽度调制信号，采用脉冲宽度调制信号可以对逆变电路3的功率开关器件进行更为精确的控制。

逆变电路3可采用半桥或全桥结构。半桥结构的逆变电路3所需器件较少，只需要两个功率开关器件，通过控制器2控制开关器件的通断；全桥结构需要四个功率开关器件，但输出电压中可祛除直流成分。

所述逆变电路3的输出端与电感线圈4连接，用于为所述电感线圈4提供电能。具体地，所述逆变电路3的输出端有两个端口，其中一个端口可以与电感线圈4的一端连接，另一端口可以与电感线圈4的另一端连接，使得所述电感线圈4通电。

电感线圈4通电后，由于承受的是交变电压，根据电磁感应定律，在电感线圈4周围的空间会产生舒曼波或其谐波的磁场。

可变电阻器与所述电感线圈4可以串联设置，用于调节所述电感线圈4中的电流大小，从而调整所述舒曼波的强度。当可变电阻器调节至电阻较大时，电感线圈4中的电流较小，产生的舒曼波的强度较小，当可变电阻器调节至电阻较小时，电感线圈4中的电流变大，产生的舒曼波的强度也相应的变大。

在实际应用中，电源电压经过直流斩波器1调整为合适的电压值，为逆变电路3供电，控制器2产生两路特定频率(例如可以是舒曼波或其谐波的频率)的脉冲信号作为逆变电路3的逻辑控制信号，使连接在逆变电路3输出端上的电感线圈4承受交变电压，从而在电感线圈4周围的空间产生舒曼波或其谐波的磁场。

优选的是，所述舒曼波发生装置还可以包括：显示装置。所述显示装置可以为液晶显示屏或发光二极管等。所述显示装置的个数可以为一个或多个。

所述显示装置可以与所述控制器2连接，用于向用户显示所述电感线圈4通电后产生的舒曼波的频率和强度。

进一步地，所述直流斩波器1的输出端还可以分别与所述控制器2和所述显示装置连接，用于为所述控制器2和所述显示装置供电。

进一步地，所述舒曼波发生装置还可以包括：输入装置。所述输入装置可以为按钮、按键、键盘等，所述输入装置还可以与所述显示装置集成为触摸屏，既能实现显示的功能又可以实现输入的功能。

所述输入装置可以与所述控制器2连接，用于接收用户输入的期望频率信息，并将所述期望频率信息发送给所述控制器2；相应的，所述控制器2还用于：根据所述期望频率信息调整所述脉冲信号的频率，以使所述电感线圈4通电后产生的磁场频率符合用户的期望频率。

用户输入的期望频率可以在舒曼波及其谐波之中进行选择。进一步地，还可以设置可调节的发射磁场频率，如在1Hz至25Hz之间，间隔1Hz可调，供用户选择。频率的选择可以采用按键依次选择、液晶触摸屏直接选择等方式，便于用户使用。显示装置除了显示当前发射磁场的频率、强度等相关信息之外，还可显示频率选择信息。

本实施例提供的舒曼波发生装置，包括直流斩波器1、控制器2、逆变电路3、电感线圈4以及可变电阻器，所述直流斩波器1的输入端与电源连接，输出端与逆变电路3的驱动端连接，所述控制器2用于产生脉冲信号，并与逆变电路3的逻辑控制端连接，所述逆变电路3的输出端与所述电感线圈4连接，以使所述电感线圈4通电，从而产生舒曼波，所述可变电阻器与所述电感线圈4串联设置，用于调节所述电感线圈4中的电流大小，从而调整所述舒曼波的强度，结构简单，体积和重量都可以做的很小，且功耗较低，整体性能较好。

实施例二

本发明实施例二提供一种舒曼波发生装置。图2为本发明实施例二提供的舒曼波发生装置的结构示意图。本实施例是在实施例一提供的技术方案的基础上，采用锂聚合物电池作为电源，并对舒曼波发生装置中的各部件进行了更详细的限定。

如图2所示，本实施例提供的舒曼波发生装置中，所述控制器可以采用TI公司的MSP430G2101型号的单片机，MSP430G2101单片机是一款低电压、极低功耗单片机，体积极小，支持SBW通信方式。

所述逆变电路可以采用全桥(即H桥)结构，选用DRV8837型号芯片，其逻辑端和驱动端分别供电，能够有效减小能耗。所述直流斩波器的个数可以为两个，均采用LXD2HL系列，分别输出2.5V和1V电压，前者作为单片机和H桥逻辑端的供电电压，后者作为H桥驱动端供电电压。

所述电源可以为能量密度较高的可充电锂聚合物电池。整个装置可以采用一节3.7V锂聚合物电池作为电源，容量可根据需求挑选。相应的，本实施例中的舒曼波发生装置还可以包括：充电控制电路，所述充电控制电路用于为所述锂聚合物电池充电。充电控制电路还可以对锂聚合物电池的充电电流进行控制。

所述充电控制电路可以采用BQ2057C型号的充电控制芯片及相应外围器件，并采用Micro USB充电接口对锂聚合物电池进行充电，能够有效减少装置的体积。

进一步地，所述舒曼波发生装置还可以包括：指示灯；所述指示灯与所述充电控制电路连接，用于在所述充电控制电路为所述锂聚合物电池充电时提示用户电池正在充电。具体地，当充电控制电路为锂聚合物电池充电时，所述指示灯可以常亮或闪烁，以指示充电状态。

上述所有元器件均可以焊接在小于等于20mm*40mm的印制电路板上，产品总体积小于等于20mm*40mm*7mm。所述舒曼波发生装置发射的磁信号频率为7.83Hz，在25℃条件下频率误差小于0.002Hz。所述舒曼波发生装置采用电压为3.7V的锂聚合物电池供电，总功耗为7mW。

在实际应用中，系统上电后，单片机输出两路相位相差180°、频率为7.83Hz的方波或调制波频率为7.83Hz的PWM信号作为H桥的逻辑控制信号，H桥输出端接电感线圈和可变电阻器，则电感线圈两端承受交变电压，产生频率为7.83Hz的电磁波。

本实施例提供的舒曼波发生装置，采用可充电的锂聚合物电池供电，整个装置功耗极低，体积可以限制在20mm*40mm*10mm或更小的范围内，使得该装置可以灵活应用于手环、颈环、挂件等超小型设备或可穿戴设备中。所述装置发射的舒曼波或其谐波信号的磁感应强度明显大于地磁场强度，能被相应的磁信号检测装置检出。

实施例三

本发明实施例三提供一种舒曼波发生装置。图3为本发明实施例三提供的舒曼波发生装置的结构示意图。本实施例是在实施例一提供的技术方案的基础上，采用干电池作为电源，并对舒曼波发生装置中的各部件进行了更详细的限定。

如图3所示，本实施例提供的舒曼波发生装置中，所述控制器可以采用MSP430F149型号的单片机。TI公司的MSP430F149单片机是一款低电压、极低功耗单片机，支持两种超小型封装。所述逆变电路可以采用半桥结构，电感线圈可以采用漆包线密绕而成。

所述电源可以为干电池，具体地，整个装置可以采用6节干电池作为电源，根据使用需求不同可选取不同型号的电池。所述直流斩波器的个数可以为多个，多个直流斩波器可以分别用于为装置中的各部件供电。

所述显示装置可以采用液晶触摸屏，通过内置程序和单片机通信共同控制，显示频率选择、当前发射磁场频率、强度等相关信息。

本实施例中，可以采用大体积的电感线圈，发射磁场强度较大，磁场强度可由可变电阻器进行调节。具体地，所述电感线圈的体积可以大于预设阈值，所述预设阈值可以根据实际需要来设置。

在实际应用中，系统上电后，单片机输出两路相位相差180°，频率为7.83Hz的方波或调制波频率为7.83Hz的PWM信号作为逆变电路中半桥的控制信号，半桥输出端接电感线圈和可变电阻器，则电感线圈两端承受交变电压，产生频率为7.83Hz的电磁波。

磁场强度可根据可变电阻器进行调节，所发射的磁场频率可在舒曼波及其谐波之中进行选择，也可以在一定范围内可调，例如，在1Hz至25Hz，间隔1Hz可调。频率选择采用按键依次选择和液晶触摸屏直接选择两种方式，便于使用。

本实施例提供的舒曼波发生装置，采用干电池作为电源，便于拆装，且可以采用大体积电感线圈，使得发射磁场的强度能够在更大范围内可调，满足了用户的需求。

实施例四

本发明实施例四提供一种舒曼波发生装置。图4为本发明实施例四提供的舒曼波发生装置的结构示意图。本实施例是在实施例二提供的技术方案的基础上，将干电池改为开关电源，并将逆变电路中的半桥结构改为全桥结构。

如图4所示，本实施例提供的舒曼波发生装置中，逆变电路为全桥结构的逆变电路，祛除半桥结构的输出中直流分量带来的无用功耗，增大舒曼波发生装置发射的磁场强度。

此外，本实施例可以采用市电供电，所述开关电源可以直接与市电连接，将市电转换为直流电。市电经过开关电源整流、降压后的输出可以作为舒曼波发生装置的电源，即作为所述直流斩波器的输入。

本实施例提供的舒曼波发生装置，可以直接用市电对装置进行供电，使用方便，无需频繁更换电池或者为电池充电，为用户提供了便利。

通过上述各实施例可以知道，本发明所述的舒曼波磁信号发生装置可以做到体积极小、功耗极低、可充电、所产生的磁场明显大于地磁场、容易制作成超小型设备或可穿戴式设备；也可以做到体积相对较大、发生磁场信号强、磁场频率和强度可调、容易制作成尺寸和功耗合适的常用设备。且舒曼波发生装置的供电方式多样，电路拓扑有多种选择，可选取的拓展功能也较为丰富，具有广泛的应用前景，可根据各种不同的应用场合和实际需求对本发明进行相应的优化处理，以充分发挥本发明的作用和效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种舒曼波发生装置，其特征在于，包括：直流斩波器、控制器、逆变电路、电感线圈以及可变电阻器；

所述直流斩波器的输入端与电源连接，输出端与逆变电路的驱动端连接；

所述控制器用于产生脉冲信号，并与逆变电路的逻辑控制端连接；

所述逆变电路的输出端与所述电感线圈连接，以使所述电感线圈通电，从而产生舒曼波；

所述可变电阻器与所述电感线圈串联设置，用于调节所述电感线圈中的电流大小，从而调整所述舒曼波的强度。

2.根据权利要求1所述的舒曼波发生装置，其特征在于，还包括：显示装置；

所述显示装置与所述控制器连接，用于向用户显示所述电感线圈通电后产生的舒曼波的频率和强度。

3.根据权利要求2所述的舒曼波发生装置，其特征在于，所述直流斩波器的输出端还分别与所述控制器和所述显示装置连接，用于为所述控制器和所述显示装置供电。

4.根据权利要求1所述的舒曼波发生装置，其特征在于，还包括：输入装置；

所述输入装置与所述控制器连接，用于接收用户输入的期望频率信息，并将所述期望频率信息发送给所述控制器；

相应的，所述控制器还用于：根据所述期望频率信息调整所述脉冲信号的频率，以使所述电感线圈通电后产生的磁场频率符合用户的期望频率。

5.根据权利要求1所述的舒曼波发生装置，其特征在于，所述控制器产生的脉冲信号为两路互补的方波信号；

或者，所述控制器产生的脉冲信号为脉冲宽度调制信号。

6.根据权利要求1所述的舒曼波发生装置，其特征在于，所述逆变电路采用半桥结构或全桥结构。

7.根据权利要求1-6任一项所述的舒曼波发生装置，其特征在于，所述电源为锂聚合物电池；

所述舒曼波发生装置还包括：充电控制电路，所述充电控制电路用于为所述锂聚合物电池充电。

8.根据权利要7所述的舒曼波发生装置，其特征在于，还包括：指示灯；

所述指示灯与所述充电控制电路连接，用于在所述充电控制电路为所述锂聚合物电池充电时提示用户电池正在充电。

9.根据权利要求1-6任一项所述的舒曼波发生装置，其特征在于，所述电源为开关电源；

所述开关电源用于与市电连接，将市电转换为直流电。

10.根据权利要求1-6任一项所述的舒曼波发生装置，其特征在于，所述电源为干电池；

所述电感线圈的体积大于预设阈值。