CN108387755A - 基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，包括：谐振式毛发传感器、两个驱动测控电路、激励产生电路，所述谐振式毛发传感器上设有两组信号敏感电极以及驱动电极；所述每个驱动测控电路包括C/V检测电路、精密整流电路、滤波采样电路、FPGA驱动控制模块、DA驱动接口模块、比较器模块；所述谐振式毛发传感器的敏感电极与C/V检测电路、精密整流电路、滤波采样电路、FPGA驱动控制模块、DA驱动接口模块依次连接后输入至驱动电极；所述C/V检测电路的输出同时连接至比较器模块，且比较器模块连接至FPGA驱动控制模块，FPGA驱动控制模块连接至激励产生电路。本发明将幅值和频率分开处理控制，避免了幅值和频率之间的干扰，有效地提高了测量的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，属于微机电系统测控的技术领域。
背景技术
工程中常常借鉴来自生物的灵感来设计和制造微机电传感器系统。毛发状结构已经被广泛地采用，来获得各种各样的功能：气流测量、温度测量、振动测量等等。毛发传感器具有许多优良属性，包括高纵横比、大表面积、可定制的材料特性等。
当有加速度和流速作用在毛发传感器的毛发上时，谐振式毛发传感器将被测量转换为谐振频率，具有高灵敏度、动态范围宽、抗干扰能力强等优点。现有的流速传感器采用热敏式或压阻式结构，所采用的测控电路相对简单，受温度影响较大。并且，在恒风室来测试及校验流速传感器，而恒风室不适用于产生较小的流速，使得现有的测控装置测量精度低，实用性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，解决现有的流速传感器通过恒风室产生特定的流速，受限于传感器自身的测量精度，且较高精度的微流速不容易获得的问题。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
本发明提出一种基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，包括：谐振式毛发传感器、两个驱动测控电路、激励产生电路，所述谐振式毛发传感器上设有两组信号敏感电极以及驱动电极，每组敏感电极和驱动电极之间通过驱动测控电路连接；
其中，所述每个驱动测控电路包括C/V检测电路、整流电路、滤波采样电路、FPGA驱动控制模块、DA驱动接口模块、比较器模块；所述谐振式毛发传感器的敏感电极连接至C/V检测电路的输入，且C/V检测电路的输出依次经整流电路、滤波采样电路、FPGA驱动控制模块、DA驱动接口模块后连接至谐振式毛发传感器的驱动电极；并且，所述C/V检测电路的输出同时连接至比较器模块的输入，且比较器模块的输出连接至FPGA驱动控制模块的输入，以及FPGA驱动控制模块的输出连接至激励产生电路的输入。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述激励产生电路包括USB转串口模块、FPGA激励测量模块、DA转换模块、功率放大模块、驱动器模块、风扇、扬声器，其中所述FPGA驱动控制模块的输出、USB转串口模块分别与FPGA激励测量模块的输入相连，且FPGA激励测量模块的输出分别连接至DA转换模块、驱动器模块；所述DA转换模块与功率放大模块、扬声器依次连接；所述驱动器模块与风扇连接。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述FPGA驱动控制模块包括第一IIR低通滤波器、第一PI控制器、乘法器模块、鉴频鉴相器模块、第二IIR低通滤波器、第二PI控制器、数控振荡器，其中滤波采样电路连接至第一IIR低通滤波器的输入，且第一IIR低通滤波器的输出与第一PI控制器、乘法器模块的输入依次连接；所述比较器模块的输出与鉴频鉴相器的输入连接，且鉴频鉴相器的输出与第二IIR低通滤波器、第二PI控制器、数控振荡器的输入依次连接；并且，所述数控振荡器的输出分别与乘法器模块的输入、激励产生电路的输入连接，及所述乘法器模块的输出与DA驱动接口模块连接。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述FPGA激励测量模块包括频差提取模块、IIR高通滤波器、平方解调模块、串口指令解析模块、查找表DDS模块、幅值控制模块、PWM产生模块、乘法器模块，其中FPGA驱动控制模块的输出与频差提取模块的输入连接，且频差提取模块的输出与IIR高通滤波器、平方解调模块的输入依次连接；所述串口指令解析模块的输入连接USB转串口模块，且串口指令解析模块的输出分别与查找表DDS模块、幅值控制模块、PWM产生模块的输入连接；所述幅值控制模块的输出及查找表DDS模块的输出连接至乘法器模块的输入，且乘法器模块的输出连接至DA转换模块；以及，所述查找表DDS模块的输出及乘法器模块的输出分别连接至平方解调模块的输入，且平方解调模块的输出连接至USB转串口电路；所述PWM产生模块的输出连接至驱动器模块。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述串口指令解析模块包括第一至第五寄存器、校验模块、数据分配模块，其中，第一至第五寄存器依次连接；所述校验模块的输入与第一、第二、第五寄存器的输出连接；并且校验模块的输出及第四寄存器、第三寄存器的输出分别与数据分配模块的输入连接，且数据分配模块的输出分别与查找表DDS模块、幅值控制模块、PWM产生模块连接。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述查找表DDS模块包括第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器、累加器模块、正弦数据存储器、余弦数据存储器，其中第一寄存器与累加器模块的输入连接，且累加器模块的输出分别与正弦数据存储器的输入、余弦数据存储器的输入连接；所述正弦数据存储器的输出与第二寄存器的输入连接，及第二寄存器的输出与平方解调模块的输入连接；所述余弦数据存储器的输出与第三寄存器的输入连接，及第三寄存器的输出分别与平方解调模块的输入、乘法器的输入连接。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述平方解调模块包括第一和第二乘法器、第一和第二IIR低通滤波器、第一和第二平方模块、加法器模块，其中查找表DDS模块的输出及IIR高通滤波器的输出均连接至第一乘法器、第二乘法器的输入，且第一乘法器的输出与第一IIR低通滤波器、第一平方模块、加法器模块的输入依次连接；所述第二乘法器的输出与第二IIR低通滤波器、第二平方模块、加法器模块的输入依次连接，且加法器模块的输出与USB转串口电路连接。
本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
本发明基于毛发结构的流速传感器采用将检测信号的幅度和频率分开的控制方法，有效地提高了测量范围和精度。同时实验平台采用风扇和扬声器来产生大流速和微流速，使得产生的流速有较大的范围和精度。
因此，本发明具备的特点有：
(1)在驱动测控电路部分对毛发传感器的敏感信号采用里幅度和频率单独控制的方法，有效地抑制两者之间的相互干扰，有效地提高系统性能。
(2)使用了扬声器来产生微流速，可产生的微流速的精度高。
(3)使用了平方解调算法来提取有用信号，较好地抑制噪声，提高测量精度。
(4)毛发流速传感器的控制算法在FPGA内部实现，具有高集成度，体积小，功耗低、受温度影响小等优点。
附图说明
图1是本发明的毛发结构的谐振式流速传感器测控装置的整体框图。
图2是本发明的基准测量电路框图。
图3是本发明的FPGA驱动控制模块框图。
图4是本发明的FPGA激励测量模块框图。
图5是本发明的串口指令解析模块框图。
图6是本发明的查找表DDS模块框图。
图7是本发明的平方解调模块框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
如图1所示，本发明提出一种基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，该装置主要包括：谐振式毛发传感器1、两个驱动测控电路1-1、1-2、激励产生电路1-3。所述谐振式毛发传感器1上设有两组信号敏感电极以及驱动电极，每组敏感电极和驱动电极之间通过驱动测控电路连接；具体地，每组谐振式毛发传感器1的敏感电极与驱动测控电路1-1、1-2的输入相连；驱动测控电路1-1、1-2的驱动信号输出连接到谐振式毛发传感器1的驱动电极；驱动测控电路1-1、1-2的频率信号输出作为激励产生电路1-3的输入。
其中，所述驱动测控电路包括C/V检测电路2、8，整流电路3、9，滤波采样电路4、10，FPGA驱动控制模块5、11，DA驱动接口模块6、12，比较器模块7、13；该驱动测控电路包含幅度提取支路和频率提取支路，具体地，所述谐振式毛发传感器的敏感电极连接至C/V检测电路2、8的输入，且C/V检测电路2、8的输出依次经整流电路3、9、滤波采样电路4、10、FPGA驱动控制模块5、11、DA驱动接口模块6、12后连接至谐振式毛发传感器1的驱动电极，以上连接的电路构成了幅度提取支路；并且，所述C/V检测电路2、8的输出同时连接至比较器模块7、13的输入，且比较器模块7、13的输出连接至FPGA驱动控制模块5、11的输入，以上连接的电路组成了频率提取支路；以及FPGA驱动控制模块的输出连接至激励产生电路的输入。从而形成驱动闭环测控电路，因此驱动测控电路的作用是将谐振式毛发传感器的敏感电极输出的信号进行幅值和频率分开处理、单独控制，从而避免了幅值和频率之间的干扰，使得毛发传感器在谐振频率点上谐振，通过提取频率来得到流速大小。
所述激励产生电路包括USB转串口电路15、FPGA激励测量模块14、DA转换模块16、功率放大模块17、扬声器18、驱动器模块19、风扇20，其中所述FPGA驱动控制模块的输出、USB转串口模块15分别与FPGA激励测量模块14的输入相连，且FPGA激励测量模块14的输出分别连接至DA转换模块16、驱动器模块19；所述DA转换模块16与功率放大模块17、扬声器18依次连接；所述驱动器模块19与风扇20连接。
当有空气流速作用在毛发传感器上时，导致谐振式毛发传感器1内部检测梳齿的电容发生相应变化，谐振式毛发传感器1的敏感电极Ac、Bc通过C/V检测电路2、8将电容的变化量转变为电压信号，并对信号进行了适当的放大；精密整流电路3、9对C/V检测电路2、8输出信号进行整流处理后输入给滤波采样电路4、10；滤波采样电路4、10对整流后的信号进行低通滤波处理以及AD采样幅值信号输入到FPGA驱动控制模块5、11中；并且，比较器模块7、13将C/V检测电路2、8的输出信号进行比较得到仅带有频率信息的频率信号输入到FPGA驱动控制模块5、11中；FPGA驱动控制模块5、11将输入的频率信号和幅值信号进行分别处理，得到驱动信号并最终输出至DA驱动接口模块6、12；所述DA驱动接口模块6、12对驱动信号进行反向扩展和加直流偏置处理后施加到毛发传感器1的驱动电极Ao、Bo，从而闭环的驱动测控电路。
并且，所述FPGA激励测量模块14与USB转串口电路15相互连接，以便于相互传输数据，即USB转串口电路15给FPGA激励测量模块14发送指令，FPGA激励测量模块14对指令进行解析处理后分别产生对DA转换模块16和驱动器模块19适当的驱动信号；所述DA转换模块16经过功率放大电路17将驱动信号施加给扬声器18；所述FPGA激励测量模块14的PWM信号与驱动器模块19的输入连接，驱动器模块的输出将PWM信号施加到风扇20，通过扬声器18和风扇20来产生不同的大小空气的流速；同时，FPGA激励测量模块14还对来自FPGA驱动控制模块5、11的代表流速大小的频率信息进行处理，最终将处理的结果返回给USB转串口电路15，从而实现了整个系统的激励和测量。因此，激励产生电路的作用是通过接收串口发送的数据，解析数据后产生相应的信号来激励扬声器和风扇，从而得到不同大小的空气流速。且其通过空气传播，施加至所述谐振式毛发传感器1，由所述谐振式毛发传感器1通过提取频率来得到流速大小。
如图3所示，所述FPGA驱动控制模块5包括第一IIR低通滤波器29、第一PI控制器30、鉴频鉴相器31、第二IIR滤波器32、第二PI控制器33、数控振荡器34、乘法器模块35，其中滤波采样电路4连接至第一IIR低通滤波器29的输入，且第一IIR低通滤波器29的输出与第一PI控制器30、乘法器模块35的输入依次连接；所述比较器模块35的输出与鉴频鉴相器31的输入连接，且鉴频鉴相器31的输出与第二IIR低通滤波器32、第二PI控制器33、数控振荡器34的输入依次连接；并且，所述数控振荡器34的输出分别与乘法器模块35的输入、激励产生电路14的输入连接，及所述乘法器模块35的输出与DA驱动接口模块6连接。
该电路中，滤波采样电路4的输入作为第一IIR低通滤波器29的输入，主要作用是滤出一些高频干扰信号；第一IIR低通滤波器29的输出连接到第一PI控制器30，起到稳定幅度的作用；比较器模块7的输出和数控振荡器34的输出作为鉴频鉴相器31的输入，通过比较两个信号的相位来得到相位差；相位差作为鉴频鉴相器31的输出连接到第二IIR低通滤波器32的输入；第二IIR低通滤波器32滤出高频信号后将输出连接到第二PI控制器33；PI控制器33有着频率跟踪的作用，将其输出连接到数控振荡器34；数控振荡器34的输出和第一PI控制器的输出连接到乘法器模块35，将两者的信号相乘，得到频率锁定、幅度不变的正弦信号，最后将乘法器模块35输出的正弦信号连接到DA驱动接口模块，来实现对毛发传感器的驱动。其中，第一IIR低通滤波器29和第一PI控制器30起到对驱动信号幅度控制的作用，使得信号的幅度始终保持给定的幅值。通过鉴频鉴相器31、第二IIR低通滤波器32、第二PI控制器33、数控振荡器34构成频率跟踪回路，使得驱动信号始终跟踪毛发传感器的谐振频率。
如图4所示，所述FPGA激励测量模块14包括频频差提取模块36、IIR高通滤波器37、平方解调模块38、串口指令解析模块39、查找表DDS模块40、幅值控制模块41、PWM产生模块42、乘法器模块43，其中频差提取模块36的输入分别与FPGA驱动控制模块5、11的输出连接，且频差提取模块36的输出与IIR高通滤波器37、平方解调模块38的输入依次连接；所述串口指令解析模块39的输入与USB转串口电路15的输出连接，且串口指令解析模块39的输出分别与查找表DDS模块40、幅值控制模块41、PWM产生模块42的输入连接；所述幅值控制模块41的输出及查找表DDS模块40的输出连接至乘法器模块43的输入，且乘法器模块43的输出连接至DA转换模块16；以及，所述查找表DDS模块40的输出及乘法器模块43的输出分别连接至平方解调模块38的输入，且平方解调模块38的输出连接至USB转串口电路15；所述PWM产生模块42的输出连接至驱动器模块19。
该电路中，所述FPGA驱动控制模块5、11输出的频率信号接入频差提取模块36；频差提取模块36的输出接入IIR高通滤波器模块37，来滤除信号中的低频分量；串口指令解析模块39对来自USB转串口电路15的指令进行校验和数据分配，将数据分别分配到查找表DDS模块40、幅值控制模块41、PWM产生模块42；查找表DDS模块40和幅值控制模块41的输出连接到乘法器模块43的输入，得到频率和幅值可控的余弦信号输出到DA转换模块16；及所述PWM产生模块42产生驱动信号输出至驱动器模块19；且所述IIR高通滤波器37和查找表DDS模块40的输出连接到平方解调模块38的输入，平方解调模块38将解调的结果输出到USB转串口电路15。
如图5所示，所述串口指令解析模块39包括第一寄存器44、第二寄存器45、第三寄存器46、第四寄存器47、第五寄存器48、校验模块49、数据分配模块50，其中，第一至第五寄存器依次连接；所述校验模块49的输入与第一寄存器44、第二寄存器45、第五寄存器48的输出连接；并且校验模块49的输出及第四寄存器47、第三寄存器46的输出分别与数据分配模块50的输入连接，且数据分配模块50的输出分别与查找表DDS模块40、幅值控制模块41、PWM产生模块42连接。
该电路中，所述USB转串口电路15发送五个数据，分别存储在五个寄存器之中，五个寄存器依次连接；第一寄存器44、第二寄存器45和第五寄存器48连接到校验模块49，寄存器存储的内容与事先预置在校验模块49中的数据作比较来判断从USB转串口电路15发送来的数据是否有效；第三寄存器46、第四寄存器47和校验模块49的输出连接到数据分配模块50；数据分配模块50依据输入的数据来判断数据是否有效以及决定如何分配数据。因此，串口指令解析模块的主要作用是接收串口发送的数据，对数据进行校验后分配下一级模块。
如图6所示，所述查找表DDS模块40包括第一寄存器51、累加器模块52、正弦数据存储器53、余弦数据存储器55、第二寄存器54、第三寄存器56，其中第一寄存器51与累加器模块52的输入连接，且累加器模块52的输出分别与正弦数据存储器53的输入、余弦数据存储器55的输入连接；所述正弦数据存储器53的输出与第二寄存器54的输入连接，及第二寄存器54的输出与平方解调模块38的输入连接；所述余弦数据存储器55的输出与第三寄存器56的输入连接，及第三寄存器56的输出分别与平方解调模块38的输入、乘法器模块43的输入连接。
该电路中，所述串口指令解析模块39的输出和第一寄存器51的输入连接到累加器模块52中，累加器模块52的输出连接到第一寄存器51；累加器模块52的输出同时连接到正弦数据存储器53和余弦数据存储器54来查找存储器中的内容。正弦数据存储器53和余弦数据存储器54分别连接到第二存储器54和第三存储器56，以分别输出正弦和余弦信号。
如图7所示，所述平方解调模块38包括第一乘法器模块57、第二乘法器模块60、第一IIR低通滤波模块58、第二低通滤波模块61、第一平方模块59、第二平方模块62、加法器模块63，其中查找表DDS模块40的输出及IIR高通滤波器37的输出均连接至第一乘法器57、第二乘法器58的输入，且第一乘法器57的输出与第一IIR低通滤波器58、第一平方模块59、加法器模块63的输入依次连接；所述第二乘法器60的输出与第二IIR低通滤波器61、第二平方模块62、加法器模块63的输入依次连接，且加法器模块63的输出与USB转串口电路15连接。
该电路中，所述查找表DDS模块40输出的正弦和IIR高通滤波器37的输出信号作为第一乘法器57的输入，进行乘法运算；且将查找表DDS模块40输出的余弦和IIR高通滤波器37的输出信号作为第二乘法器60的输入，进行乘法运算；第一IIR低通滤波器58和第二IIR低通滤波器59分别滤除第一乘法器57和第二乘法器60的输出信号中的高频分量，将输出结果分别输入第一平方模块59和第二平方模块62；两个平方模块的输出结果作为加法器模块63的输入，在加法器模块中进行加法运算，最后得到解调后的有效的流速信号输入到USB转串口电路15。因此，平方解调模块的作用是对来自毛发传感器的频率信号进行解调。采用解调计算可以有效提高提高流速的测量精度。所述USB转串口电路15用于连接至外部设备，将激励产生电路产生的流速大小输入外部设备进行数据处理的。
综上，本发明的装置，将驱动测控电路的驱动信号输出连接到毛发传感器的驱动电极；驱动测控电路的频率信号输出作为激励测量电路的输入，将谐振式毛发传感器的敏感电极输出的信号进行幅值和频率分开处理、单独控制，从而避免了幅值和频率之间的干扰，有效地提高了测量的精度。同时，激励产生电路通过扬声器来产生微流速，克服了传统产生微流速困难、精度低的问题。同时，控制算法在一片FPGA内部实现，具有集成度高、体积小、功耗低等优点。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，其特征在于，包括：谐振式毛发传感器、两个驱动测控电路、激励产生电路，所述谐振式毛发传感器上设有两组信号敏感电极以及驱动电极，每组敏感电极和驱动电极之间通过驱动测控电路连接；
其中，所述每个驱动测控电路包括C/V检测电路、整流电路、滤波采样电路、FPGA驱动控制模块、DA驱动接口模块、比较器模块；所述谐振式毛发传感器的敏感电极连接至C/V检测电路的输入，且C/V检测电路的输出依次经整流电路、滤波采样电路、FPGA驱动控制模块、DA驱动接口模块后连接至谐振式毛发传感器的驱动电极；并且，所述C/V检测电路的输出同时连接至比较器模块的输入，且比较器模块的输出连接至FPGA驱动控制模块的输入，以及FPGA驱动控制模块的输出连接至激励产生电路的输入。
2.根据权利要求1所述基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，其特征在于：所述激励产生电路包括USB转串口模块、FPGA激励测量模块、DA转换模块、功率放大模块、驱动器模块、风扇、扬声器，其中所述FPGA驱动控制模块的输出、USB转串口模块分别与FPGA激励测量模块的输入相连，且FPGA激励测量模块的输出分别连接至DA转换模块、驱动器模块；所述DA转换模块与功率放大模块、扬声器依次连接；所述驱动器模块与风扇连接。
3.根据权利要求1所述基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，其特征在于：所述FPGA驱动控制模块包括第一IIR低通滤波器、第一PI控制器、乘法器模块、鉴频鉴相器模块、第二IIR低通滤波器、第二PI控制器、数控振荡器，其中滤波采样电路连接至第一IIR低通滤波器的输入，且第一IIR低通滤波器的输出与第一PI控制器、乘法器模块的输入依次连接；所述比较器模块的输出与鉴频鉴相器的输入连接，且鉴频鉴相器的输出与第二IIR低通滤波器、第二PI控制器、数控振荡器的输入依次连接；并且，所述数控振荡器的输出分别与乘法器模块的输入、激励产生电路的输入连接，及所述乘法器模块的输出与DA驱动接口模块连接。
4.根据权利要求2所述基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，其特征在于：所述FPGA激励测量模块包括频差提取模块、IIR高通滤波器、平方解调模块、串口指令解析模块、查找表DDS模块、幅值控制模块、PWM产生模块、乘法器模块，其中FPGA驱动控制模块的输出与频差提取模块的输入连接，且频差提取模块的输出与IIR高通滤波器、平方解调模块的输入依次连接；所述串口指令解析模块的输入连接USB转串口模块，且串口指令解析模块的输出分别与查找表DDS模块、幅值控制模块、PWM产生模块的输入连接；所述幅值控制模块的输出及查找表DDS模块的输出连接至乘法器模块的输入，且乘法器模块的输出连接至DA转换模块；以及，所述查找表DDS模块的输出及乘法器模块的输出分别连接至平方解调模块的输入，且平方解调模块的输出连接至USB转串口电路；所述PWM产生模块的输出连接至驱动器模块。
5.根据权利要求4所述基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，其特征在于：所述串口指令解析模块包括第一至第五寄存器、校验模块、数据分配模块，其中，第一至第五寄存器依次连接；所述校验模块的输入与第一、第二、第五寄存器的输出连接；并且校验模块的输出及第四寄存器、第三寄存器的输出分别与数据分配模块的输入连接，且数据分配模块的输出分别与查找表DDS模块、幅值控制模块、PWM产生模块连接。
6.根据权利要求4所述基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，其特征在于：所述查找表DDS模块包括第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器、累加器模块、正弦数据存储器、余弦数据存储器，其中第一寄存器与累加器模块的输入连接，且累加器模块的输出分别与正弦数据存储器的输入、余弦数据存储器的输入连接；所述正弦数据存储器的输出与第二寄存器的输入连接，及第二寄存器的输出与平方解调模块的输入连接；所述余弦数据存储器的输出与第三寄存器的输入连接，及第三寄存器的输出分别与平方解调模块的输入、乘法器的输入连接。
7.根据权利要求4所述基于毛发结构的谐振式流速传感器测控装置，其特征在于：所述平方解调模块包括第一和第二乘法器、第一和第二IIR低通滤波器、第一和第二平方模块、加法器模块，其中查找表DDS模块的输出及IIR高通滤波器的输出均连接至第一乘法器、第二乘法器的输入，且第一乘法器的输出与第一IIR低通滤波器、第一平方模块、加法器模块的输入依次连接；所述第二乘法器的输出与第二IIR低通滤波器、第二平方模块、加法器模块的输入依次连接，且加法器模块的输出与USB转串口电路连接。
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