CN109342916B - 一种基于微控制器的调幅度检测电路装置 - Google Patents

一种基于微控制器的调幅度检测电路装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于微控制器的调幅度检测电路装置，属于微控制器检测控制技术领域。本发明包括放大电路、电压跟随器、偏置电压、检波二极管、π型滤波器、减法器、运算放大器、峰值检测电路、显示电路、单片机；所述的放大电路和电压跟随器相连，电压跟随器和偏置电压相连，偏置电压与检波二极管相连，π型滤波器和偏置电压与峰值检测电路相连，电压跟随器与减法器相连，减法器和运算放大器相连，运算放大电路和外接一个单片机相连。本发明是将一个中频放大后的信号，利用波形处理等电路取峰值，取偏置最后通过外接单片机采集信号，将相应的电压对比成0‑100％调制度。

Description

一种基于微控制器的调幅度检测电路装置
技术领域
本发明涉及一种基于微控制器的调幅度检测电路装置，属于微控制器检测控制技术领域。
背景技术
为了采集一个变频或者一个中频放大后的信号的特定的包络，对于一些常见的微控制器的调幅度检测电路装置，大部分采集到了结果都是出现误差较大，或者就是通过处理之后也就是减波之后的信号含有一些高频部分，而市面上的大部分微控制器的调幅度检测电路装置都不能很好地处理这些减波后的高频部分，这就导致了结果会出现失真；还有采集到的信号中含有一些偏置电压，这些偏置电压在市面上的这些微控制器的调幅度检测电路装置都不能很好的处理。传统的微控制器的调幅度检测电路装置体积庞大，不便于携带，购置成本也特别的高这就导致了体验度性能差，因此本发明是通过一种基于微控制器的调幅度检测电路装置，从外观来说大大的见减小了它的体积，性能上将高频部分有效的滤掉，产生的高频的得到了有力的消除。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于微控制器的调幅度检测电路装置，用于测量一个变频或者中频放大的信号经过高频滤波，去偏置电压等操作，利用单片机测量处理过的信号以此来将相应的电压对比成百分比(0-100％)的调制度。
本发明的技术方案是：一种基于微控制器的调幅度检测电路装置，包括放大电路、电压跟随器I、电压跟随器II、电压跟随器III、偏置电压I、偏置电压II、检波二极管、π型滤波器、减法器、运算放大器、峰值检测电路、单片机、显示电路；所述的放大电路和电压跟随器I、电压跟随器II相连，电压跟随器II和偏置电压I相连，偏置电压I与检波二极管相连，π型滤波器和偏置电压II均与峰值检测电路相连，电压跟随器III与减法器相连，减法器和运算放大器相连，运算放大电路和外接一个单片机相连，单片机和显示电路相连。
所述的放大电路包括定值为300K的电阻FR2、定值为1K的电阻FR4、设定值为300K的滑动变阻器FR3、型号为9014的三极管FQ1、定值为50K的电阻FR1；所述的放大电路的输入端外接了定值为10×104PF的电容FC2；所述的定值为50K的电阻FR1、定值为10×102PF的电容FC1，电容FC1和电阻FR1相连，所述的电阻FR1的一端是输入所要测量的信号；所述的电阻FR2和滑动变阻器FR3相连、电阻FR4和三极管FQ1相连、所述的三极管FQ1的另一端接地、中频放大后的信号通过电阻FR1进入、所述的电容FC2、电阻FR2与电阻FR4相连。
所述偏置电压I包括定值为1K的电阻FR6、设置值为50K的滑动变阻器FRt1、还有定值为10×104PF的电容FC4A、定值为47UF的电容FC9、定值为2K的电阻FR5；所述的电阻FR6和滑动变阻器FRt1相连，电阻FR6的另一端接12V的电压，滑动变阻器FRt1和电阻FR6相连的接口与电容FC9相连，滑动变阻器FRt1的另一端与检波二极管相连，电容FC9一端接地；所述的滑动变阻器FRt1的一端和电容FC3相连。
所述检波二极管是一个型号为1N60P。检波二极管周边包括定值为10×104PF的电容FC3、定值为2K的电阻FR5、定值为3300PF的电容FC4；所述的检波二极管和电容FC3相连，一端和电阻FR7相连，所述的电阻FR5和电容FC3的一端相连，所述的电容FC4和检波二极管相连，一端和电阻FR5相连，电容FC4和电阻FR5相连的接口接地。
所述π型滤波器包括定值为8K的电阻FR8、定值为3300PF的电容FC5、定值为1uf的电容FC7、定值为10K的电阻FR9、定值为10uf的电容FC6、定值为1K的电阻FR7；所述的电阻FR7与电容FC5、电阻FR8相连；所述的电容FC5和电阻FR8相连，电容FC5、电阻FR8相连接口的一端接地；所述的电容FC7、电容FC6、电阻FR9相连，电容FC6的一端接地。
所述信号偏置电压II包括定值为200K的电阻FR10、定值为15K的电阻FR11、所述的电阻FR10和电阻FR6相连，电阻FR10和电压12V相连，电阻FR10的一端和电阻FR11相连；所述的电阻FR11一端接地，电阻FR10和电阻FR11相连的端口和检波二极管FD2相连。
所述的峰值检测电路包括定值为10×104PF的电容FC8、型号为1N60P的检波二极管FD2、型号为9014的三极管FQ3、定值为20K的电阻FR12；所述的电容FC8和检波二极管FD2相连，电容FC8的一端接地；所述的电容FC8和检波二极管FD2的连接处作为一个测试点，所述的三极管FQ3和电阻FR12相连，电阻FR12的一端接地。
所述的减法器包括定值为100K的电容FR14、定值为10K的电阻FR13、定值为10K的电阻FR15、型号为LM358的放大器FUIB、还有定值为1K的电阻FR17、定值为100uf的电容FC10、设定值为10K的滑动变阻器FRt3、定值为100K的电阻FR16；所述的电阻FR14和电阻FR13相连，电阻FR14的另一端和电容FC10相连；所述的电阻FR14的另一端和电阻FR15相连、所述的电容FR14和电阻FR13的连接点和放大器FUIB负极相连、所述的电阻FR17和滑动变阻器FRt3相连，滑动变阻器FRt3的另一端接地，电阻FR17另一端接-12V的电压；所述的电容FC10和电阻FR14相连，电容FC10的另一端接地，所述的电阻FR16和放大器FUIB、电阻FR15相连、所述的放大器FUIB正极接地。
所述的运算放大器电路包括型号为LM358的放大器FUIA、设置定值为500K的滑动变阻器FRt2；所述的放大器FUIA正极端口接地，负极端口和电阻FR16与滑动变阻器FRt2相连，所述的滑动变阻器FRt2和放大器输出端相连。
所述的显示电路是一个LCD1602，SCL端口和单片机的P1.1相连，SDA端口和单片机的P1.0相连，GND端口接地，VCC端口接电压。
所述的单片机测试电压电路包含两个定值为122pf的电容FC，两个电容的连接点端口接地，第一个电容FC和单片机XTAL2相连，第二个电容FC和单片机XTAL1相连。
本发明的有益效果是：本发明解决了如何抵消产生的直流，将产生的高频信号如何有效的滤掉，提高了测量的精确度，且本装置结构简单，便于理解，测量的信号也大大的提高的它的精确度。对于信号实现百分之的调制度可视化具有很好的体验度。
附图说明
图1是本发明的波形显示电路图；
图2是本发明的偏置电压电路图；
图3是本发明的π型滤波器电路图；
图4是本发明的反向比例放大器图；
图5是本发明的同相比例放大器图；
图6是本发明的由单片机和显示电路组合而成的显示数据电路图；
图7是本发明的电压跟随器图；
图8是本发明的由两个跟随器组合而成的运算放大电路图；
图9是本发明的电源电路图；
图10是本发明整体功能实现电路图。
图中：1-放大电路，2-电压跟随器I，3-电压跟随器II，4-偏置电压I，5-检波二极管，6-π型滤波器，7-偏置电压II，8-峰值检测电路，9-电压跟随器III，11-减法器，12-运算放大电路，13-单片机，14-显示电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-10所示，一种基于微控制器的调幅度检测电路装置，包括放大电路1、电压跟随器I2、电压跟随器II3、电压跟随器III9、偏置电压I4、偏置电压II7、检波二极管5、π型滤波器6、减法器11、运算放大器12、峰值检测电路8、单片机13、显示电路14；所述的放大电路1和电压跟随器I2、电压跟随器II3相连，电压跟随器II3和偏置电压I4相连，偏置电压I4与检波二极管5相连，π型滤波器6和偏置电压II7均与峰值检测电路8相连，电压跟随器III9与减法器11相连，减法器11和运算放大器12相连，运算放大电路12和外接一个单片机13相连，单片机13和显示电路14相连。
所述放大电路1包括定值为300K的电阻FR2、定值为1K的电阻FR4、设定值为300K的滑动变阻器FR3、型号为9014的三极管FQ1、定值为50K的电阻FR1；所述的放大电路1的输入端外接了定值为10×104PF的电容FC2；所述的定值为50K的电阻FR1、定值为10×102PF的电容FC1、电容FC1和电阻FR1相连、所述的电阻FR1的一端是输入所要测量的信号；所述的电阻FR2和滑动变阻器FR3相连、电阻FR4和三极管FQ1相连、所述的三极管FQ1的另一端接地、中频放大后的信号通过电阻FR1进入、所述的电容FC2、电阻FR2与电阻FR4相连。
所述偏置电压I4包括定值为1K的电阻FR6、设置值为50K的滑动变阻器FRt1、还有定值为10×104PF的电容FC4、定值为47UF的电容FC9、定值为2K的电阻FR5；所述的电阻FR6和滑动变阻器FRt1相连，电阻FR6的另一端接12V的电压，滑动变阻器FRt1和电阻FR6相连的接口与电容FC9相连，滑动变阻器FRt1的另一端与检波二极管相连，电容FC9一端接地；所述的滑动变阻器FRt1的一端和电容FC3相连。
所述检波二极管5FD1是一个型号为1N60P，检波二极管5周边包括定值为10×104PF的电容FC3、定值为2K的电阻FR5、定值为3300PF的电容FC4A；所述的检波二极管5和电容FC3相连，另一端和电阻FR7相连，所述的电阻FR5和电容FC3的一端相连，所述的电容FC4和检波二极管5相连，一端和电阻FR5相连，电容FC4和电阻FR5相连的接口接地。
所述π型滤波器6包括定值为8K的电阻FR8、定值为3300PF的电容FC5、定值为1uf的电容FC7、定值为10K的电阻FR9、定值为10uf的电容FC6、定值为1K的电阻FR7；所述的电阻FR7与电容FC5、电阻FR8相连；所述的电容FC5和电阻FR8相连，电容FC5、电阻FR8相连接口的一端接地；所述的电容FC7、电容FC6、电阻FR9相连，电容FC6的一端接地。
所述信号偏置电压II7包括定值为200K的电阻FR10、定值为15K的电阻FR11，所述的电阻FR10和电阻FR6相连，电阻FR10和电压12V相连，电阻FR10的一端和电阻FR11相连；所述的电阻FR11一端接地，电阻FR10和电阻FR11相连的端口和检波二极管FD2相连。
所述的峰值检测电路8包括定值为10×104PF的电容FC8、型号为1N60P的检波二极管FD2、型号为9014的三极管FQ3、定值为20K的电阻FR12；所述的电容FC8和检波二极管FD2相连，电容FC8的一端接地；所述的电容FC8和检波二极管FD2的连接处作为一个测试点，所述的三极管FQ3和电阻FR12相连，电阻FR12的一端接地。
所述的减法器11包括定值为100K的电容FR14、定值为10K的电阻FR13、定值为10K的电阻FR15、型号为LM358的放大器FUIB、还有定值为1K的电阻FR17、定值为100uf的电容FC10、设定值为10K的滑动变阻器FRt3、定值为100K的电阻FR16；所述的电阻FR14和电阻FR13相连，电阻FR14的另一端和电容FC10相连；所述的电阻FR14的另一端和电阻FR15相连、所述的电容FR14和电阻FR13的连接点和放大器FUIB负极相连、所述的电阻FR17和滑动变阻器FRt3相连，滑动变阻器FRt3的一端接地，电阻FR17另一端接-12V的电压；所述的电容FC10和电阻FR14相连，电容FC10的一端接地，所述的电阻FR16和放大器FUIB、电阻FR15相连、所述的放大器FUIB正极接地。
所述的运算放大器电路12包括型号为LM358的放大器FUIA、设置定值为500K的滑动变阻器FRt2；所述的放大器FUIA正极端口接地，负极端口和电阻FR16与滑动变阻器FRt2相连，所述的滑动变阻器FRt2和放大器输出端相连。
所述的显示电路14是一个LCD1602，SCL端口和单片机13的P1.1相连，SDA端口和单片机13的P1.0相连，GND端口接地，VCC端口接电压；
所述的单片机13测试电压电路包含两个定值为122pf的电容FC，两个电容的连接点端口接地，第一个电容FC和单片机13XTAL2相连，第二个电容FC和单片机13XTAL1相连。
本发明的工作原理是：首先将一个变频信号或者一个中频放大后的信号通过定值为50K的电阻FR1，目的是为了让变频信号使之成为限流信号，依次通过电容FC1来实现隔直流。处理过限直流的信号再通过放大电路。放大电路就是将输入的微弱信号放大到所需要的幅度值且与原输入信号变化规律一致的信号，即进行不失真的放大。只有在不失真的情况下放大才有意义。由于电压跟随器的特点是输入阻抗高，而输出阻抗低。所以让信号再次通过电压跟随器II3实现输出电压跟随输入电压的变化。信号通过电容FC3是再次实现隔直流，完成隔直流之后信号通过检波二极管，目的是为了将高频载波去掉，只留下包络。信号处理的只剩下包络时使其通过π型滤波器，由于减波后的信号含有部分高频信号，使信号通过π型滤波器就是为了将高频部分滤掉。同时设置的电容FC7也是为了隔直流。同样此时的信号再次经过偏置电压II7，实现二次放大。信号此时通过峰值检测电路，接近于连续的取得最大值，此时取到的值依旧会含有偏置电压，为了去掉偏置电压带来的直流信号设置了跟随器且引入了-12V的电压来消除。随后信号通过一个反向比例放大器，电压放大倍数计算：U0＝(-Rf/R)*U1。通过调节滑动变阻器的值来抵消直流。之后信号再通过同相比例放大器，放大倍数的计算：U0＝(1+Rf/R)*U1。然后外接一个单片机用来采集同相比例放大器输出的信号，将采集到的电压信号对应成(0-100％)相应的调制度通过显示电路来实现可视化。
以上结合附图对本发明的具体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作出各种变化。

Claims (9)

1.一种基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：包括放大电路(1)、电压跟随器I(2)、电压跟随器II(3)、电压跟随器III(9)、偏置电压I(4)、偏置电压II(7)、检波二极管FD1(5)、π型滤波器(6)、减法器(11)、运算放大器(12)、峰值检测电路(8)、单片机(13)、显示电路(14)；所述的放大电路(1)和电压跟随器I(2)、电压跟随器II(3)相连，电压跟随器II(3)和偏置电压I(4)相连，偏置电压I(4)与检波二极管FD1(5)相连，π型滤波器(6)和检波二极管FD1(5)相连，偏置电压II(7)和π型滤波器(6)相连，峰值检测电路(8)和偏置电压II(7)相连，电压跟随器III(9)与峰值检测电路(8)相连，减法器(11)与电压跟随器III(9)相连，减法器(11)还与运算放大器(12)相连，运算放大器(12)和外接的一个单片机(13)相连，单片机(13)和显示电路(14)相连。
2.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述放大电路(1)包括定值为300K的电阻FR2、定值为1K的电阻FR4、设定值为300K的滑动变阻器FR3、型号为9014的三极管FQ1；所述的放大电路(1)的输入端外接了定值为10×104PF的电容FC2；所述调幅度检测电路装置还包括定值为50K的电阻FR1、定值为10×102PF的电容FC1，所述电阻FR1一端和电容FC1相连，所述电阻FR1的另一端输入所要测量的信号；所述电阻FR2一端和滑动变阻器FR3一端相连、电阻FR4一端和三极管FQ1的集电极相连，所述三极管FQ1的发射极接地，所述三极管FQ1的基极与所述滑动变阻器FR3另一端连接，中频放大后的信号通过电阻FR1进入，所述电容FC2一端、电阻FR2另一端与电阻FR4另一端相连，电容FC2的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述偏置电压I(4)包括定值为1K的电阻FR6、设置值为50K的滑动变阻器FRt1、还有定值为10×104PF的电容FC4A、定值为47UF的电容FC9、定值为2K的电阻FR5；所述的电阻FR6的一端和滑动变阻器FRt1一端相连，所述电阻FR6的另一端接12V的电压，滑动变阻器FRt1和电阻FR6相连的接口与电容FC9一端相连，滑动变阻器FRt1的另一端与检波二极管FD1的阳极相连，电容FC9另一端接地；所述的滑动变阻器FRt1的所述另一端和电容FC3相连。
4.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述检波二极管FD1(5)型号为1N60P，所述检波二极管FD1(5)周边包括定值为10×104PF的电容FC3、定值为2K的电阻FR5、定值为3300PF的电容FC4；所述的检波二极管FD1的阳极和电容FC3的一端相连，阴极和电阻FR7相连，所述电阻FR5一端和电容FC3的另一端相连，所述的电容FC4的一端和检波二极管FD1的阴极相连，电容FC4的另一端和电阻FR5的另一端相连，电容FC4和电阻FR5相连的接口接地。
5.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述π型滤波器(6)包括定值为8K的电阻FR8、定值为3300PF的电容FC5、定值为1uf的电容FC7、定值为10K的电阻FR9、定值为10uf的电容FC6、定值为1K的电阻FR7；所述电阻FR7与电容FC5一端、电阻FR8一端相连；所述的电容FC5另一端和电阻FR8的另一端相连，电容FC5的所述另一端和电阻FR8的所述另一端接地；所述的电容FC7、电阻FR9和电容FC6的一端依次相连，电容FC6的另一端接地。
6.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述偏置电压II(7)包括定值为200K的电阻FR10、定值为15K的电阻FR11，所述的电阻FR10的一端和电阻FR6相连，电阻FR10的所述一端和电压12V相连，电阻FR10的另一端和电阻FR11的一端相连；所述的电阻FR11另一端接地，电阻FR10和电阻FR11相连的端口和检波二极管FD2的阳极相连。
7.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述的峰值检测电路(8)包括定值为10×104PF的电容FC8、型号为1N60P的检波二极管FD2、型号为9014的三极管FQ3、定值为20K的电阻FR12；所述的电容FC8的一端和检波二极管FD2的阴极相连，电容FC8的另一端接地；所述的电容FC8和检波二极管FD2的连接处作为一个测试点，所述的三极管FQ3的发射极和电阻FR12的一端相连，电阻FR12的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述的减法器(11)包括定值为100K的电阻 FR14、定值为10K的电阻FR13、定值为10K的电阻FR15、型号为LM358的放大器FUIB、定值为1K的电阻FR17、定值为100uf的电容FC10、设定值为10K的滑动变阻器FRt3、定值为100K的电阻FR16；所述电阻FR14的一端和电阻FR13相连，电阻FR14的另一端和电容FC10相连；所述电阻FR14的所述一端和电阻FR15的一端相连，所述的电阻FR14和电阻FR13的连接点和放大器FUIB负极相连，所述电阻FR17的一端和滑动变阻器FRt3一端相连，滑动变阻器FRt3的另一端接地，电阻FR17另一端接-12V的电压；电容FC10远离电阻FR14的一端接地，所述的电阻FR16、放大器FUIB的输出端和电阻FR15的另一端相连，所述的放大器FUIB正极接地。
9.根据权利要求1所述的基于微控制器的调幅度检测电路装置，其特征在于：所述的运算放大器(12)包括型号为LM358的放大器FUIA、设置定值为500K的滑动变阻器FRt2；所述的放大器FUIA正极接地，负极和电阻FR16与滑动变阻器FRt2的一端相连，所述的滑动变阻器FRt2的另一端和放大器FUIA的输出端相连。
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