CN109407025B - 一种波形调整电路的改进方法及数字式波形调整电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波形调整电路的改进方法及数字式波形调整电路，本发明在制作波形调整电路时，采用数控电位器替代现有的人工调整模拟电位器的调整方式，同时采用单片机替代现有的依靠人工观察示波器的判断方式，通过这种方式将波形调整电路制作成数字式波形调整电路，这样即可通过单片机的运算和比较判断光电转换器B1和光电转换器B2的输出波形是否满足预期效果，从而减小油井运行轨迹测试中的人为操作误差，提高测试精度和效率。本发明简化了传统波形调整电路的调整过程，提高了调整效率，可消除人为因素造成的差异，确保测试结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种波形调整电路的改进方法及数字式波形调整电路，属于智能井下仪器调整技术领域。
背景技术
测试油井运行轨迹位移通常采用光电编码方式进行测试，采用光电编码方式进行测试时，必须依靠波形调整电路来调整波形。现有的波形调整电路大多采用模拟电位计配合示波器进行调整。调整时需要操作人员一边调节模拟电位计，一边观察示波器上的波形变化，同时判断示波器上的波形是否符合测试要求，只有示波器上的波形符合测试要求的情况下，测得的结构才能保证测试结构的准确性。由于在调整过程中，示波器上的波形是不断变化的，需要缓慢仔细的进行调整并判断波型是否符合测试要求，当符合测试要求后方可进行测试，因此调整起来很繁琐，调整效率较低。示波器上的波形是不断变化的，每个人观察波形的结果也是有差异的，因此测试结构也会有差异，影响测试结构的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种波形调整电路的改进方法及数字式波形调整电路，以采用数控电位器代替现有的模拟电位器，同时使用运算放大器件判断波形的是否达到预期效果，从而简化调整过程，提高调整效率，确保测试结果的准确性，从而克服现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种波形调整电路的改进方法，在制作波形调整电路时，采用数控电位器替代现有的人工调整模拟电位器的调整方式，同时采用单片机替代现有的依靠人工观察示波器的判断方式，通过这种方式将波形调整电路制作成数字式波形调整电路，这样即可通过单片机的运算和比较判断光电转换器B1和光电转换器B2的输出波形是否满足预期效果，从而减小油井运行轨迹测试中的人为操作误差，提高测试精度和效率。
根据上述方法构成的本发明的一种数字式波形调整电路，该电路是由光电转换器、运算放大器、数控电位器、单片机及电阻和电容连接而成的波形调整电路；其中：光电转换器B1和光电转换器B2内分别设有发光管和光感三极管，光感三极管的基极接收发光管的光信号，光感三极管的集电极与+5V电源连接，光感三极管的发射极经偏置电阻与数控电位器D1连接；光电转换器B2用于调整运算放大器的参考门限电压。
前述数字式波形调整电路中，所述运算放大器内封装有两个相同的比较器；分别为比较器N1A和比较器N1B；两个比较器单元共用一个电源管脚8和一个接地管脚4；运算放大器的第1脚为比较器N1A的输出端，运算放大器的第2脚为比较器N1A的反相输入端，运算放大器的第3脚为比较器N1A的正相输入端；运算放大器的第7脚为比较器N1B的输出端，运算放大器的第6脚为比较器N1B的反相输入端，运算放大器的第5脚为比较器N1B的正相输入端；比较器N1A的输出端和比较器N1B的输出端分别与单片机PC2连接。
前述数字式波形调整电路中，所述数控电位器D1和数控电位器D2均为有源电位器，设有电源接入端VCC和接地端VSS；两个数控电位器的电源接入端VCC均与+5V电源连接，两个数控电位器的接地端VSS均接地；+5V电源与地之间均并联有滤波电容。
前述数字式波形调整电路中，所述光电转换器B1内的发光管正极经电阻R3与+5V电源连接，光电转换器B1内的发光管负极与光电转换器B2内的发光管正极连接，光电转换器B2内的发光管负极接地；光电转换器B1和光电转换器B2内光电感应管的集电极均与+5V电源连接，+5V电源经电容C2接地；光电转换器B1内光电感应管的发射极经电阻R4与数控电位器D1的高电位端VH连接；光电转换器B2内光电感应管的发射极经电阻R5与数控电位器D1的低电位端VL连接；光电转换器B1内光电感应管的发射极与运算放大器的管脚2连接；运算放大器的管脚3经电阻R6与数控电位器D2的调节输出端W连接，运算放大器N1A的管脚3经电阻R8与运算放大器的管脚1连接，运算放大器的管脚1与电阻R11一端连接，电阻R11另一端经电容C7接地；光电转换器B2内光电感应管的发射极与运算放大器的管脚6连接；运算放大器的管脚5经电阻R7与数控电位器D2的调节输出端W连接，运算放大器的管脚5经电阻R9与运算放大器的管脚7连接，运算放大器的管脚7与电阻R10一端连接，电阻R10另一端连接在电容C7与电阻R11的连接点上，并与+5V电源连接；+5V电源连接与运算放大器的管脚8连接，运算放大器的管脚4接地。
前述数字式波形调整电路中，所述数控电位器D1和数控电位器D2上均设有调节计数端R/C、方向控制端U/D和片选端CS；数控电位器D1和数控电位器D2上的调节计数端R/C、方向控制端U/D和片选端CS均与单片机PC1的IO接口连接。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明简化了现有波形调整电路的调整过程，提高了调整效率，可消除人为因素造成的差异，确保测试结果的准确性。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的一种波形调整电路的改进方法，在制作波形调整电路时，采用数控电位器替代现有的人工调整模拟电位器的调整方式，同时采用单片机替代现有的依靠人工观察示波器的判断方式，通过这种方式将波形调整电路制作成数字式波形调整电路，这样即可通过单片机的运算和比较判断光电转换器B1和光电转换器B2的输出波形是否满足预期效果，从而减小油井运行轨迹测试中的人为操作误差，提高测试精度和效率。
根据上述方法构成的本发明的一种数字式波形调整电路，如图1所示，该电路是由光电转换器、运算放大器、数控电位器、单片机及电阻和电容连接而成的波形调整电路；其中：光电转换器B1和光电转换器B2内分别设有发光管和光感三极管，光感三极管的基极接收发光管的光信号，光感三极管的集电极与+5V电源连接，光感三极管的发射极经偏置电阻与数控电位器D1连接；光电转换器B2用于调整运算放大器的参考门限电压。运算放大器内封装有两个相同的比较器；分别为比较器N1A和比较器N1B；两个比较器单元共用一个电源管脚8和一个接地管脚4；运算放大器的第1脚为比较器N1A的输出端，运算放大器的第2脚为比较器N1A的反相输入端，运算放大器的第3脚为比较器N1A的正相输入端；运算放大器的第7脚为比较器N1B的输出端，运算放大器的第6脚为比较器N1B的反相输入端，运算放大器的第5脚为比较器N1B的正相输入端；比较器N1A的输出端和比较器N1B的输出端分别与单片机PC2连接。数控电位器D1和数控电位器D2均为有源电位器，设有电源接入端VCC和接地端VSS；两个数控电位器的电源接入端VCC均与+5V电源连接，两个数控电位器的接地端VSS均接地；+5V电源与地之间均并联有滤波电容。
本发明的具体电路如图1所示，光电转换器B1内的发光管正极经电阻R3与+5V电源连接，光电转换器B1内的发光管负极与光电转换器B2内的发光管正极连接，光电转换器B2内的发光管负极接地；光电转换器B1和光电转换器B2内光电感应管的集电极均与+5V电源连接，+5V电源经电容C2接地；光电转换器B1内光电感应管的发射极经电阻R4与数控电位器D1的高电位端VH连接；光电转换器B2内光电感应管的发射极经电阻R5与数控电位器D1的低电位端VL连接；光电转换器B1内光电感应管的发射极与运算放大器的管脚2连接；运算放大器的管脚3经电阻R6与数控电位器D2的调节输出端W连接，运算放大器N1A的管脚3经电阻R8与运算放大器的管脚1连接，运算放大器的管脚1与电阻R11一端连接，电阻R11另一端经电容C7接地；光电转换器B2内光电感应管的发射极与运算放大器的管脚6连接；运算放大器的管脚5经电阻R7与数控电位器D2的调节输出端W连接，运算放大器的管脚5经电阻R9与运算放大器的管脚7连接，运算放大器的管脚7与电阻R10一端连接，电阻R10另一端连接在电容C7与电阻R11的连接点上，并与+5V电源连接；+5V电源连接与运算放大器的管脚8连接，运算放大器的管脚4接地。数控电位器D1和数控电位器D2上均设有调节计数端R/C、方向控制端U/D和片选端CS；数控电位器D1和数控电位器D2上的调节计数端R/C、方向控制端U/D和片选端CS均与单片机PC1的IO接口连接。
本发明的工作原理
本发明的电气原理如图1所示，本发明采用数控电位器D1与数控电位器D2替代现有的模拟电位器；同时采用单片机对比较器N1A与比较器N1B的输出信号进行比较，通过单片机的比较和运算判断光电转换器B1和光电转换器B2的波形的是否满足测试要求，当单片机判断光电转换器B1和光电转换器B2的波形满足测试要求时，再进行测试。从而简化调整过程，提高调整效率，消除人为因素造成的差异，确保测试结果的准确性。
其中：数控电位器D1负责调整光电转换器B1和光电转换器B2的偏置电压，目的是使进入比较器N1A第2脚和比较器N1B第6脚的正弦波的幅度一致。数控电位器D1可调范围为1至255，首先取数字电位器的初始值进行调整。本发明的电路参数初值为50，具体电路可根据放大器等电路参数初步计算获取。
数字电位器D2是用于调整比较器N1A和比较器N1B参考门限的（参考门限是指比较器N1A第3脚和N1B第5脚的输入电压）。
当比较器N1A和比较器N1B的参考门限较高时（即比较器N1A第3脚电平高于比较器N1A第2脚电平，比较器N1B第5脚电平高于比较器N1B第6脚电平），则光电转换器B1和光电转换器B2的波形输出全为高电平，或者说光电转换器B1和光电转换器B2输出波形中高电平的宽度明显大于低电平宽度；
当比较器的参考门限调整的较低时（即比较器N1A的3脚低于2脚电平，N1B的5脚低于6脚电平），则光电转换器B1和光电转换器B2的波形输出全为低电平，或者说光电转换器B1和光电转换器B2的波形输出的低电平的宽度明显大于高电平宽度；
当数控电位器D2的输出值比较合适时，比较器的参考门限也相对的比较合适，此时，光电转换器B1和光电转换器B2的输出波形将是两条高低电平对称的方波。
Claims (4)
1.一种数字式波形调整电路，其特征在于：该电路是由光电转换器、运算放大器、数控电位器、单片机及电阻和电容连接而成的波形调整电路；其中：光电转换器B1和光电转换器B2内分别设有发光管和光感三极管，光感三极管的基极接收发光管的光信号，光感三极管的集电极与+5V电源连接，光感三极管的发射极经偏置电阻与数控电位器D1连接；光电转换器B2用于调整运算放大器的参考门限电压；所述运算放大器内封装有两个相同的比较器；分别为比较器N1A和比较器N1B；两个比较器单元共用一个电源管脚8和一个接地管脚4；运算放大器的第1脚为比较器N1A的输出端，运算放大器的第2脚为比较器N1A的反相输入端，运算放大器的第3脚为比较器N1A的正相输入端；运算放大器的第7脚为比较器N1B的输出端，运算放大器的第6脚为比较器N1B的反相输入端，运算放大器的第5脚为比较器N1B的正相输入端；比较器N1A的输出端和比较器N1B的输出端分别与单片机PC2连接；在制作波形调整电路时，采用数控电位器替代现有的人工调整模拟电位器的调整方式，同时采用单片机替代现有的依靠人工观察示波器的判断方式，通过这种方式将波形调整电路制作成数字式波形调整电路，这样即可通过单片机的运算和比较判断光电转换器B1和光电转换器B2的输出波形是否满足预期效果，从而减小油井运行轨迹测试中的人为操作误差，提高测试精度和效率。
2.根据权利要求1所述数字式波形调整电路，其特征在于：所述数控电位器D1和数控电位器D2均为有源电位器，设有电源接入端VCC和接地端VSS；两个数控电位器的电源接入端VCC均与+5V电源连接，两个数控电位器的接地端VSS均接地；+5V电源与地之间均并联有滤波电容。
3.根据权利要求1所述数字式波形调整电路，其特征在于：所述光电转换器B1内的发光管正极经电阻R3与+5V电源连接，光电转换器B1内的发光管负极与光电转换器B2内的发光管正极连接，光电转换器B2内的发光管负极接地；光电转换器B1和光电转换器B2内光电感应管的集电极均与+5V电源连接，+5V电源经电容C2接地；光电转换器B1内光电感应管的发射极经电阻R4与数控电位器D1的高电位端VH连接；光电转换器B2内光电感应管的发射极经电阻R5与数控电位器D1的低电位端VL连接；光电转换器B1内光电感应管的发射极与运算放大器的管脚2连接；运算放大器的管脚3经电阻R6与数控电位器D2的调节输出端W连接，运算放大器N1A的管脚3经电阻R8与运算放大器的管脚1连接，运算放大器的管脚1与电阻R11一端连接，电阻R11另一端经电容C7接地；光电转换器B2内光电感应管的发射极与运算放大器的管脚6连接；运算放大器的管脚5经电阻R7与数控电位器D2的调节输出端W连接，运算放大器的管脚5经电阻R9与运算放大器的管脚7连接，运算放大器的管脚7与电阻R10一端连接，电阻R10另一端连接在电容C7与电阻R11的连接点上，并与+5V电源连接；+5V电源连接与运算放大器的管脚8连接，运算放大器的管脚4接地。
4.根据权利要求1所述数字式波形调整电路，其特征在于：所述数控电位器D1和数控电位器D2上均设有调节计数端R/C、方向控制端U/D和片选端CS；数控电位器D1和数控电位器D2上的调节计数端R/C、方向控制端U/D和片选端CS均与单片机PC1的IO接口连接。
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