CN108964625B - 一种d波通讯中数字调制解调用的电平控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，包括相连的处理器、数据解调器M和电平控制模块，所述数据解调器M包括与电平控制模块连接的DAIN接口、与处理器连接的DAOUT接口，所述电平控制模块包括依次相连的缓冲电路、自动增益控制电路和衰减电路；本发明电路设计新颖、逻辑性强，满足宽电压、低频小信号的输入，对输入信号有着很好的缓冲功能，能够实现电压跟随、功率小幅度调整以实现信号稳定；另外，具有自动增益调节功能，且增益宽度大；自动增益后还具有衰减功能，保证电压水平衰减到所需要求，稳定可靠；整体接收灵敏度更高、电路的响应速度更快，更能满足数字调制解调的需要。

Description

一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统
技术领域
本发明涉及信号处理领域，更具体地说，涉及一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统。
背景技术
随着科技和信息化的快速发展，数字处理技术已经取得了很大的进，。在计算机行业、通讯行业、多媒体行业等领域有着广泛的应用。但目前大多数的信号处理技术对信号的干扰和失真作用较大，使输出的信号质量较差。而数字化处理技术具有数据处理速度快、运算精度高等优点，因此，开发数字信号处理系统对于减少信号的干扰、噪声和失真，提高信号的质量，有着十分重要的意义。
在数字信号处理中，通常要用到数字调制解调器，信号从处理器经过数字调制解调器处理并传输到设备，或者信号从设备发出经过数字调制解调器处理并传输给处理器进行运用，这是一个双向传输的过程；另外，不管是从地上到地下经过地层传输，还是从地下到地上经过地层传输，都对信号在传输过程中的质量、电平要求很高，这需要有信号针对于数字调制解调的专门电平控制处理，以此解决信号失真、信号质量不好、电路响应速度慢、灵敏度差等问题。
自动增益控制，是对放大器的增益进行自动调节的过程。通常是为了使随输入信号电平变化而引起的输出信号电平变化少。
自动增益控制和电路的作用是，当输入信号电压变化很大时，保持接收机输出电压恒定或基本不变。具体地说，当输入信号很弱时，接收机的增益大，自动增益控制电路不起作用；当输入信号很强时，自动增益控制电路进行控制，使接收机的增益减小。这样，当接收信号强度变化时，接收机的输出端的电压或功率基本不变或保持恒定。因此对AGC电路的要求是：在输入信号较小时，AGC电路不起作用，只有当输入信号增大到一定程度后，AGC电路才起控制作用，使增益随输入信号的增大而减少。
但是现有的自动增益控制电路还有些许弊端：
其一，不适合宽电压输入，存在适应力差、电路的响应速度慢、接收灵敏度低、自我调节能力存在误差等；
其二，不适合低频小信号输入；
其三，不具备缓冲功能，直接进行自动增益，造成调节性不够，影响电路整体的稳定性，进而对信号的处理不够精确，不能很好的满足实际需要。
综上所述，急需设计一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，满足不管是从地上到地下经过地层传输，还是从地下到地上经过地层传输，都对信号在传输过程中的质量有着很好的保证，以满足数字调制解调的需要。
发明内容
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，电路设计新颖、逻辑性强，满足宽电压、低频小信号的输入，对输入信号有着很好的缓冲功能，能够实现电压跟随、功率小幅度调整以实现信号稳定；另外，具有自动增益调节功能，且增益宽度大；自动增益后还具有衰减功能，保证电压水平衰减到所需要求，稳定可靠；整体接收灵敏度更高、电路的响应速度更快，更能满足数字调制解调的需要。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，包括相连的处理器、数据解调器M和电平控制模块，所述数据解调器M包括与电平控制模块连接的DAIN接口、与处理器连接的DAOUT接口；
所述电平控制模块包括依次相连的缓冲电路、自动增益控制电路和衰减电路，所述缓冲电路包括IN端口、输出到自动增益控制电路的OUT1端口，所述自动增益控制电路包括输出到衰减电路的OUT2端口，所述衰减电路包括与数据解调器M的DAIN接口连接的OUT3端口；
所述衰减电路包括放大器U3，放大器U3的引脚5连接复位端口REF，放大器U3的引脚6通过串联的电阻R12、电容C7后连接到自动增益控制电路的OUT2端口，放大器U3的引脚6与引脚7通过电阻R13连接，放大器U3的引脚7通过电容C8输出到OUT3端口；
所述自动增益控制电路包括放大器U1和三极管Q，放大器U1的引脚3、引脚4均与OUT1端口连接，放大器U1的引脚4接地，放大器U1的引脚6连接负电源V-，放大器U1的引脚2通过电阻R2连接正电源V1+，放大器U1的引脚2通过电阻R3接地，放大器U1的引脚8连接正电源V1+，放大器U1的引脚8通过电容C2接地，放大器U1的引脚1与三极管Q的集电极C连接，放大器U1的引脚5与引脚7连接且连接在OUT2端口，OUT2端口通过电阻阵列R4连接三极管Q的发射极E，三极管Q的基极B接地，三极管Q的集电极C通过电容阵列C3接地，三极管Q的集电极C还通过电阻R6连接正电源V2+；
所述缓冲电路包括放大器U2，放大器U2的引脚1连接OUT1端口，放大器U2的引脚2通过电阻R7连接OUT1端口，放大器U2的引脚2通过串联的电阻R8、电容C4后连接到IN端口，放大器U2的引脚3通过电阻R9连接正电源V3+，放大器U2的引脚3通过并联的电阻R10、电容C5后接地，放大器U2的引脚8连接正电源V4+，放大器U2的引脚8通过电容C6接地，放大器U2的引脚4接地。
进一步的，所述电阻阵列R4包括并联的若干个相同的电阻。
进一步的，所述电容阵列C3包括并联的若干个相同的电容。
进一步的，所述放大器U2和放大器U3均为AD8599。
进一步的，所述放大器U3的引脚5为+IN接口、引脚6为-IN接口。
进一步的，所述放大器U2的引脚2为-IN接口、引脚3为+IN接口。
进一步的，所述电容C4与IN端口连接的一端还通过电阻R11接地。
进一步的，所述放大器U1的引脚3通过电容C1与OUT1端口连接，放大器U1的引脚4通过电阻R1与OUT1端口连接。
进一步的，所述数据解调器M包括24个引脚，数据解调器M的引脚3为DAIN接口、引脚5为DAOUT接口，数据解调器M的引脚1通过并联的电容DC1和电容DC2后分别接地、接正电源V5+，数据解调器M的引脚7为GND接口，数据解调器M的引脚8和引脚10通过晶振DY1连接。
本发明的有益效果是：
一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，电路设计新颖、逻辑性强，满足宽电压、低频小信号的输入，对输入信号有着很好的缓冲功能，能够实现电压跟随、功率小幅度调整以实现信号稳定；另外，具有自动增益调节功能，且增益宽度大，整体接收灵敏度更高、电路的响应速度更快，更能满足数字调制解调的需要。具体有以下优点：
本发明包括相连的处理器、数据解调器M和电平控制模块，所述数据解调器M包括与电平控制模块连接的DAIN接口、与处理器连接的DAOUT接口；具有数据处理速度快、运算精度高等优点，避免了信号干扰、噪声和失真，提高了信号的质量，能够很好的实现信号在地层上下的垂直传输，更加自动化、合理化；
本发明的电平控制模块创新突出，包括依次相连的缓冲电路、自动增益控制电路和衰减电路，整体逻辑性强，对信号质量的保证度大大提高，满足不管是从地上到地下经过地层传输，还是从地下到地上经过地层传输，都对信号在传输过程中的质量有着很好的保证，以满足数字调制解调的需要；其中，衰减电路，使得经过自动增益控制电路后的输入信号的电压，能够衰减到传输给数据解调器M所需的电压水平，并且稳定有效，响应速度快，接收灵敏度高；自动增益控制电路，对输入信号进行自动增益和自动调节，且增益宽度大，使得输入信号的电压满足需求；缓冲电路，在自动增益前对输入信号进行很好的缓冲，保证了缓冲后的输入信号的稳定，实现了保持电压跟随、功率微放大的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面给出具体实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本发明技术方案为前提的最佳实施例，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，包括相连的处理器、数据解调器M和电平控制模块，所述数据解调器M包括与电平控制模块连接的DAIN接口、与处理器连接的DAOUT接口；具有数据处理速度快、运算精度高等优点，避免了信号干扰、噪声和失真，提高了信号的质量，能够很好的实现信号在地层上下的垂直传输，更加自动化、合理化；进一步的，本实施例中，处理器为51单片机，数据解调器为一般的为本领域技术人员所知的数据调制解调器；
所述电平控制模块包括依次相连的缓冲电路、自动增益控制电路和衰减电路，所述缓冲电路包括IN端口、输出到自动增益控制电路的OUT1端口，所述自动增益控制电路包括输出到衰减电路的OUT2端口，所述衰减电路包括与数据解调器M的DAIN接口连接的OUT3端口；本发明的电平控制模块创新突出，包括依次相连的缓冲电路、自动增益控制电路和衰减电路，整体逻辑性强，对信号质量的保证度大大提高，满足不管是从地上到地下经过地层传输，还是从地下到地上经过地层传输，都对信号在传输过程中的质量有着很好的保证，以满足数字调制解调的需要；
所述衰减电路包括放大器U3，放大器U3的引脚5连接复位端口REF，放大器U3的引脚6通过串联的电阻R12、电容C7后连接到自动增益控制电路的OUT2端口，放大器U3的引脚6与引脚7通过电阻R13连接，放大器U3的引脚7通过电容C8输出到OUT3端口；衰减电路的作用是，使得经过自动增益控制电路后的输入信号的电压，能够衰减到传输给数据解调器M所需的电压水平，并且稳定有效，响应速度快，接收灵敏度高；
所述自动增益控制电路包括放大器U1和三极管Q，放大器U1的引脚3、引脚4均与OUT1端口连接，放大器U1的引脚4接地，放大器U1的引脚6连接负电源V-，本实施例中正电源V-的值为-5V，放大器U1的引脚2通过电阻R2连接正电源V1+，本实施例中正电源V1+的值为5V，放大器U1的引脚2通过电阻R3接地，放大器U1的引脚8连接正电源V1+，放大器U1的引脚8通过电容C2接地，放大器U1的引脚1与三极管Q的集电极C连接，放大器U1的引脚5与引脚7连接且连接在OUT2端口，OUT2端口通过电阻阵列R4连接三极管Q的发射极E，三极管Q的基极B接地，三极管Q的集电极C通过电容阵列C3接地，三极管Q的集电极C还通过电阻R6连接正电源V2+，本实施例中正电源V2+的值为5V；自动增益控制电路的作用是，对输入信号进行自动增益和自动调节，且增益宽度大，使得输入信号的电压满足需求；
所述缓冲电路包括放大器U2，放大器U2的引脚1连接OUT1端口，放大器U2的引脚2通过电阻R7连接OUT1端口，放大器U2的引脚2通过串联的电阻R8、电容C4后连接到IN端口，放大器U2的引脚3通过电阻R9连接正电源V3+，本实施例中正电源V3+的值为12V，放大器U2的引脚3通过并联的电阻R10、电容C5后接地，放大器U2的引脚8连接正电源V4+，本实施例中正电源V4+的值为12V，放大器U2的引脚8通过电容C6接地，放大器U2的引脚4接地；缓冲电路的作用是，在自动增益前对输入信号进行很好的缓冲，保证了缓冲后的输入信号的稳定，实现了保持电压跟随、功率微放大的效果。
进一步的，所述数据解调器M包括24个引脚，数据解调器M的引脚3为DAIN接口、引脚5为DAOUT接口，数据解调器M的引脚1通过并联的电容DC1和电容DC2后分别接地、接正电源V5+，数据解调器M的引脚7为GND接口，数据解调器M的引脚8和引脚10通过晶振DY1连接，进而保证了数据解调器M自身的稳定有效性。
进一步的，所述电阻阵列R4包括并联的若干个相同的电阻，若干个所述的电阻的值相等，电阻的个数由实际情况和本领域技术人员实际需要而定。
进一步的，所述三极管Q为NPN型，三极管Q的作用是电流放大和开关的作用。
进一步的，所述放大器U2和放大器U3均为AD8599。AD8599是一种极低噪声、低失真双运算放大器，低失真和快速建立时间使之非常适合高速数据转换器的缓冲器。
进一步的，所述放大器U3的引脚5为+IN接口、引脚6为-IN接口。
进一步的，所述电容阵列C3包括并联的若干个相同的电容，若干个所述的电容的值相等，电容的个数由实际情况和本领域技术人员实际需要而定。
进一步的，所述放大器U2的引脚2为-IN接口、引脚3为+IN接口。
进一步的，所述电容C4与IN端口连接的一端还通过电阻R11接地，保证了IN端口信号输入的稳定。
进一步的，所述放大器U1的引脚3通过电容C1与OUT1端口连接，放大器U1的引脚4通过电阻R1与OUT1端口连接。
综上所述，本发明一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，电路设计新颖、逻辑性强，满足宽电压、低频小信号的输入，对输入信号有着很好的缓冲功能，能够实现电压跟随、功率小幅度调整以实现信号稳定；另外，具有自动增益调节功能，且增益宽度大；自动增益后还具有衰减功能，使得经过自动增益控制电路后的输入信号的电压，能够衰减到传输给数据解调器M所需的电压水平；整体接收灵敏度更高、电路的响应速度更快，满足不管是从地上到地下经过地层传输，还是从地下到地上经过地层传输，都对信号在传输过程中的质量有着很好的保证，解决了信号失真、信号质量不好、电路响应速度慢、灵敏度差等问题。
以上显示和描述了本发明的主要特征、基本原理以及本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，其特征在于：包括相连的处理器、数据解调器M和电平控制模块，所述数据解调器M包括与电平控制模块连接的DAIN接口、与处理器连接的DAOUT接口；
所述电平控制模块包括依次相连的缓冲电路、自动增益控制电路和衰减电路，所述缓冲电路包括IN端口、输出到自动增益控制电路的OUT1端口，所述自动增益控制电路包括输出到衰减电路的OUT2端口，所述衰减电路包括与数据解调器M的DAIN接口连接的OUT3端口；
所述衰减电路包括放大器U3，放大器U3的引脚5连接复位端口REF，放大器U3的引脚6通过串联的电阻R12、电容C7后连接到自动增益控制电路的OUT2端口，放大器U3的引脚6与引脚7通过电阻R13连接，放大器U3的引脚7通过电容C8输出到OUT3端口；
所述自动增益控制电路包括放大器U1和三极管Q，放大器U1的引脚3、引脚4均与OUT1端口连接，所述放大器U1的引脚3通过电容C1与OUT1端口连接，放大器U1的引脚4通过电阻R1与OUT1端口连接，放大器U1的引脚4接地；放大器U1的引脚6连接负电源V-，放大器U1的引脚2通过电阻R2连接正电源V1+，放大器U1的引脚2通过电阻R3接地，放大器U1的引脚8连接正电源V1+，放大器U1的引脚8通过电容C2接地，放大器U1的引脚1与三极管Q的集电极C连接，放大器U1的引脚5与引脚7连接且连接在OUT2端口，OUT2端口通过电阻阵列R4连接三极管Q的发射极E，三极管Q的基极B接地，三极管Q的集电极C通过电容阵列C3接地，三极管Q的集电极C还通过电阻R6连接正电源V2+；
所述缓冲电路包括放大器U2，放大器U2的引脚1连接OUT1端口，放大器U2的引脚2通过电阻R7连接OUT1端口，放大器U2的引脚2通过串联的电阻R8、电容C4后连接到IN端口，放大器U2的引脚3通过电阻R9连接正电源V3+，放大器U2的引脚3通过并联的电阻R10、电容C5后接地，放大器U2的引脚8连接正电源V4+，放大器U2的引脚8通过电容C6接地，放大器U2的引脚4接地，所述电容C4与IN端口连接的一端还通过电阻R11接地，所述放大器U2和放大器U3芯片型号为AD8599。
2.根据权利要求1所述的一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，其特征在于：所述电阻阵列R4包括并联的若干个相同的电阻。
3.根据权利要求1所述的一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，其特征在于：所述电容阵列C3包括并联的若干个相同的电容。
4.根据权利要求1所述的一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，其特征在于：所述放大器U3的引脚5为+IN接口、引脚6为-IN接口。
5.根据权利要求1所述的一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，其特征在于：所述放大器U2的引脚2为-IN接口、引脚3为+IN接口。
6.根据权利要求1所述的一种D波通讯中数字调制解调用的电平控制系统，其特征在于：所述数据解调器M包括24个引脚，数据解调器M的引脚3为DAIN接口、引脚5为DAOUT接口，数据解调器M的引脚1通过并联的电容DC1和电容DC2后分别接地、接正电源V5+，数据解调器M的引脚7为GND接口，数据解调器M的引脚8和引脚10通过晶振DY1连接。
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GR01 Patent grant
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