CN109495017B - 一种宽频压电振动能量收集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽频压电振动能量收集系统，包括频率采集电路、稳压推挽电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，所述稳压推挽电路运用三极管Q1和电容C2、电容C4组成的调频电路稳定信号频率，同时运用运放器AR1和运放器AR2组成反馈稳压电路稳压最后运用三极管Q4~三极管Q7组成推挽电路防止信号交越失真，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电阻R20、电阻R21和电容C8、电容C9组成的RC滤波电路滤波后经信号发射器E1发送至宽频压电振动能量收集系统远程控制终端内，能够实时宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，对信号自动校准，防止数据信号失真。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种宽频压电振动能量收集系统。
背景技术
压电振动能量收集技术是基于压电材料的正压电效应把振动能转化为电能，当受到固定方向外力作用时，压电材料形变，内部产生电极化，当外力撤去时，压电材料又恢复正常，因此机械能转化为电能，然而，此时的电能经变压器和稳压器后供电子设备使用，但是经变压器和稳压器后的电能往往会发生衰减，甚至频率不稳定，不能供电子设备安全用电，需要实时对电能进行监控，同时监控信号又不能受电场强磁场的干扰，需要防止监控信号失真。
所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种宽频压电振动能量收集系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性，能够实时宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，将电能功率信号频率转化为稳定的数据信号，对信号自动校准，防止数据信号失真。
其解决的技术方案是，一种宽频压电振动能量收集系统，包括频率采集电路、稳压推挽电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，运用电阻R1和电容C3组成RC电路滤波后输入稳压推挽电路内，所述稳压推挽电路运用三极管Q1和电容C2、电容C4组成的调频电路稳定信号频率，同时运用运放器AR1和运放器AR2组成反馈稳压电路稳压，并且运用三极管Q2和三极管Q3组成复合电路滤除异常信号，最后运用三极管Q4~三极管Q7组成推挽电路防止信号交越失真，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电阻R20、电阻R21和电容C8、电容C9组成的RC滤波电路滤波后经信号发射器E1发送至宽频压电振动能量收集系统远程控制终端内；
所述稳压推挽电路包括三极管Q1，三极管Q1的基极接二极管D4的正极和电容C2的一端，三极管Q1的发射极接运放器AR2的同相输入端和电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端接电容C2的另一端和电容C4的一端，电容C4、电阻R4的另一端接地，三极管Q1的集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接二极管D4的负极和运放器AR1的输出端、运放器AR2的反相输入端以及电阻R15的一端，运放器AR2的输出端接运放器AR1的反相输入端、电阻R15的另一端和电阻R7、电阻R11、电阻R12的一端以及三极管Q2的基极、三极管Q3的集电极，电阻R12的另一端和三极管Q2的发射极接电源+6V，三极管Q2的集电极接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接三极管Q3的发射极和电阻R13的一端、电容C5的一端，三极管Q3的基极接电阻R11的另一端、三极管Q6的基极和电容C5的另一端、电阻R10的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R10的另一端接三极管Q5的基极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电阻R7的另一端和电阻R6、电阻R9的一端以及电源+5V，电阻R6的另一端接电阻R5的一端和运放器AR1的同相输入端，电阻R5的另一端接地，电阻R9的另一端接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极接三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接三极管Q7的基极和三极管Q6的集电极，三极管Q6的发射极和三极管Q7的集电极接地，三极管Q7的发射极接三极管Q4的发射极。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1， 运用三极管Q1和电容C2、电容C4组成的调频电路稳定信号频率，电容C2和电容C4的充放电性质缓冲三极管Q1基极电位，电阻R4为分压电阻，稳定信号频率，防止高频信号会受电磁场的干扰，同时运用运放器AR1和运放器AR2组成反馈稳压电路稳压，运放器AR1反馈信号至运放器AR2反相输入端内，起到恒流的效果，并且运用三极管Q2和三极管Q3组成复合电路滤除异常信号，实现了对信号的自动校准。
2，,运用三极管Q4~三极管Q7组成推挽电路防止信号交越失真，进一步对信号校准，运用运放器AR3同相放大信号，放大信号功率，补偿信号的导通损耗，同时运用电阻R20、电阻R21和电容C8、电容C9组成的RC滤波电路滤波后经信号发射器E1发送至宽频压电振动能量收集系统远程控制终端内，进一步提高信号的抗干扰性，具有很大的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种宽频压电振动能量收集系统的模块图。
图2为本发明一种宽频压电振动能量收集系统的原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
实施例一，一种宽频压电振动能量收集系统，包括频率采集电路、稳压推挽电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，运用电阻R1和电容C3组成RC电路滤波后输入稳压推挽电路内，所述稳压推挽电路运用三极管Q1和电容C2、电容C4组成的调频电路稳定信号频率，同时运用运放器AR1和运放器AR2组成反馈稳压电路稳压，并且运用三极管Q2和三极管Q3组成复合电路滤除异常信号，最后运用三极管Q4~三极管Q7组成推挽电路防止信号交越失真，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电阻R20、电阻R21和电容C8、电容C9组成的RC滤波电路滤波后经信号发射器E1发送至宽频压电振动能量收集系统远程控制终端内；
所述稳压推挽电路运用三极管Q1和电容C2、电容C4组成的调频电路稳定信号频率，电容C2和电容C4的充放电性质缓冲三极管Q1基极电位，电阻R4为分压电阻，稳定信号频率，防止高频信号会受电磁场的干扰，同时运用运放器AR1和运放器AR2组成反馈稳压电路稳压，运放器AR1反馈信号至运放器AR2反相输入端内，起到恒流的效果，并且运用三极管Q2和三极管Q3组成复合电路滤除异常信号，当运放器AR2输出信号为异常信号时，此时三极管Q3、三极管Q2导通，将异常信号经电阻R13泄放至大地，由于此时的信号为数据信号，容易发生交越失真，因此最后运用三极管Q4~三极管Q7组成推挽电路防止信号交越失真，进一步对信号校准，使信号能够不受强电磁场的干扰的基础上，能够提高信号的抗衰减性和稳定性；
所述稳压推挽电路具体结构，三极管Q1的基极接二极管D4的正极和电容C2的一端，三极管Q1的发射极接运放器AR2的同相输入端和电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端接电容C2的另一端和电容C4的一端，电容C4、电阻R4的另一端接地，三极管Q1的集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接二极管D4的负极和运放器AR1的输出端、运放器AR2的反相输入端以及电阻R15的一端，运放器AR2的输出端接运放器AR1的反相输入端、电阻R15的另一端和电阻R7、电阻R11、电阻R12的一端以及三极管Q2的基极、三极管Q3的集电极，电阻R12的另一端和三极管Q2的发射极接电源+6V，三极管Q2的集电极接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接三极管Q3的发射极和电阻R13的一端、电容C5的一端，三极管Q3的基极接电阻R11的另一端、三极管Q6的基极和电容C5的另一端、电阻R10的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R10的另一端接三极管Q5的基极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电阻R7的另一端和电阻R6、电阻R9的一端以及电源+5V，电阻R6的另一端接电阻R5的一端和运放器AR1的同相输入端，电阻R5的另一端接地，电阻R9的另一端接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极接三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接三极管Q7的基极和三极管Q6的集电极，三极管Q6的发射极和三极管Q7的集电极接地，三极管Q7的发射极接三极管Q4的发射极。
实施例二，在实施例一的基础上，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，放大信号功率，补偿信号的导通损耗，同时运用电阻R20、电阻R21和电容C8、电容C9组成的RC滤波电路滤波后经信号发射器E1发送至宽频压电振动能量收集系统远程控制终端内，进一步提高信号的抗干扰性，运放器AR3的同相输入端接三极管Q4的发射极，运放器AR3的反相输入端接电阻R18、电阻R19的一端，电阻R18的另一端接地，电阻R19的另一端接运放器AR3的输出端和电阻R20的一端、稳压管D6的负极，稳压管D6的正极接地，电阻R20的另一端接电阻R21、电容C9的一端，电阻R21的另一端接信号发射器E1和电容C8的一端，电容C8、电容C9的另一端接地。
实施三，在实施例一的基础上，所述频率采集电路选用型号为SJ-ADC的信号频率采集器J1采集宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，运用电阻R1和电容C3组成RC电路滤波后输入稳压推挽电路内，其中稳压管D1稳压，电感L1滤除信号中的高频杂波，信号频率采集器J1的电源端接电容C1的一端和电源+5V，信号频率采集器J1的接地端接地，信号频率采集器J1的输出端接电容C1的另一端和稳压管D1的负极以及电感L1的一端，稳压管D1的正极接地，电感L1的另一端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电容C3的一端和三极管Q1的基极，电容C3的另一端接地。
本发明具体使用时，一种宽频压电振动能量收集系统，包括频率采集电路、稳压推挽电路和运放滤波电路，所述频率采集电路采集宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，运用电阻R1和电容C3组成RC电路滤波后输入稳压推挽电路内，所述稳压推挽电路运用三极管Q1和电容C2、电容C4组成的调频电路稳定信号频率，电容C2和电容C4的充放电性质缓冲三极管Q1基极电位，电阻R4为分压电阻，稳定信号频率，防止高频信号会受电磁场的干扰，同时运用运放器AR1和运放器AR2组成反馈稳压电路稳压，运放器AR1反馈信号至运放器AR2反相输入端内，起到恒流的效果，并且运用三极管Q2和三极管Q3组成复合电路滤除异常信号，当运放器AR2输出信号为异常信号时，此时三极管Q3、三极管Q2导通，将异常信号经电阻R13泄放至大地，由于此时的信号为数据信号，容易发生交越失真，因此最后运用三极管Q4~三极管Q7组成推挽电路防止信号交越失真，进一步对信号校准，使信号能够不受强电磁场的干扰的基础上，能够提高信号的抗衰减性和稳定性，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电阻R20、电阻R21和电容C8、电容C9组成的RC滤波电路滤波后经信号发射器E1发送至宽频压电振动能量收集系统远程控制终端内。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种宽频压电振动能量收集系统，包括频率采集电路、稳压推挽电路和运放滤波电路，其特征在于，所述频率采集电路采集宽频压电振动能量收集系统收集的电能功率信号频率，运用电阻R1和电容C3组成RC电路滤波后输入稳压推挽电路内，所述稳压推挽电路运用三极管Q1和电容C2、电容C4组成的调频电路稳定信号频率，同时运用运放器AR1和运放器AR2组成反馈稳压电路稳压，并且运用三极管Q2和三极管Q3组成复合电路滤除异常信号，最后运用三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6和三极管Q7组成推挽电路防止信号交越失真，所述运放滤波电路运用运放器AR3同相放大信号，同时运用电阻R20、电阻R21和电容C8、电容C9组成的RC滤波电路滤波后经信号发射器E1发送至宽频压电振动能量收集系统远程控制终端内；
所述稳压推挽电路包括三极管Q1，三极管Q1的基极接二极管D4的正极和电容C2的一端，三极管Q1的发射极接运放器AR2的同相输入端和电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端接电容C2的另一端和电容C4的一端，电容C4、电阻R4的另一端接地，三极管Q1的集电极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接二极管D4的负极和运放器AR1的输出端、运放器AR2的反相输入端以及电阻R15的一端，运放器AR2的输出端接运放器AR1的反相输入端、电阻R15的另一端和电阻R7、电阻R11、电阻R12的一端以及三极管Q2的基极、三极管Q3的集电极，电阻R12的另一端和三极管Q2的发射极接电源+6V，三极管Q2的集电极接电阻R14的一端，电阻R14的另一端接三极管Q3的发射极和电阻R13的一端、电容C5的一端，三极管Q3的基极接电阻R11的另一端、三极管Q6的基极和电容C5的另一端、电阻R10的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R10的另一端接三极管Q5的基极和电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电阻R7的另一端和电阻R6、电阻R9的一端以及电源+5V，电阻R6的另一端接电阻R5的一端和运放器AR1的同相输入端，电阻R5的另一端接地，电阻R9的另一端接三极管Q4的集电极，三极管Q4的基极接三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接三极管Q7的基极和三极管Q6的集电极，三极管Q6的发射极和三极管Q7的集电极接地，三极管Q7的发射极接三极管Q4的发射极。
2.如权利要求1所述一种宽频压电振动能量收集系统，其特征在于，所述运放滤波电路包括运放器AR3，运放器AR3的同相输入端接三极管Q4的发射极，运放器AR3的反相输入端接电阻R18、电阻R19的一端，电阻R18的另一端接地，电阻R19的另一端接运放器AR3的输出端和电阻R20的一端、稳压管D6的负极，稳压管D6的正极接地，电阻R20的另一端接电阻R21、电容C9的一端，电阻R21的另一端接信号发射器E1和电容C8的一端，电容C8、电容C9的另一端接地。
3.如权利要求1或2所述一种宽频压电振动能量收集系统，其特征在于，所述频率采集电路包括型号为SJ-ADC的信号频率采集器J1，信号频率采集器J1的电源端接电容C1的一端和电源+5V，信号频率采集器J1的接地端接地，信号频率采集器J1的输出端接电容C1的另一端和稳压管D1的负极以及电感L1的一端，稳压管D1的正极接地，电感L1的另一端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电容C3的一端和三极管Q1的基极，电容C3的另一端接地。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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