CN109639295B - 噪声测量数据实时传输用发射器调制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了噪声测量数据实时传输用发射器调制装置，频率电压转换电路经谐振电路与接收的噪声传感器输出的200‑1000Hz频率信号谐振，获得测量噪声对应的频率信号，之后经频率电压转换器转换为2V‑6V电压信号，所述频率调制电路接收谐振电路产生的频率信号，并通过阻抗匹配电路无衰减的获得2V‑6V电压信号，进入减法器获取频率偏差信号，控制通过450MHz震荡频率进行调制或可调震荡频率进行调制，提高了频率调制的精度，调制后信号再经倍频器2倍频，最终调制为煤矿最佳传输频率900MH进行传输，最后进入放大输出电路，对频率信号进行幅度放大、限幅、稳压、滤波后加到发射器上。有效的解决了发射器低频段发射，信号传递过程中易受电磁噪声干扰、衰减的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿、噪声测量技术领域，特别是涉及噪声测量数据实时传输用发射器调制装置。
背景技术
噪声会妨碍人的工作、交谈、休息、睡眠，损害人的听力，引起人的心理、生理和病理反应，尤其在煤矿场所噪声危害更为恶劣，员工长期暴露此环境工作会造成噪声性听力损害，因此对噪声进行测量、监测，进而采取降噪防护措施十分必要，目前主要采用噪声传感器测量煤矿噪声信息，通过通信电缆或发射器传输到计算机，再由计算机通过网络实时传送到监控中心服务器以进行远程监测，由于通信电缆在煤矿场所铺设不方便，且噪声传感器信息传输到计算机为短距离传送，普遍采用发射器进行传送，为了减小传输衰减，通常选择低频段（30KHz-30KHz）进行发射，而煤矿在低频段的电磁噪声很大，以此抑制发射器信号传递过程中的衰减、提高信号的抗干扰性是煤矿场所噪声测量的一个重要技术问题之一。
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噪声测量数据实时传输用发射器调制装置，具有构思巧妙、人性化设计的特性，有效的解决了发射器低频段发射，信号传递过程中易受电磁噪声干扰、衰减的问题。
其解决的技术方案是，包括频率电压转换电路、频率调制电路、放大输出电路，其特征在于，所述频率电压转换电路经电感L1、电感L2、可变电容CP1、可变电容CP2组成的谐振电路与接收的型号为GSD130的噪声传感器输出的200-1000Hz频率信号进行谐振产生谐振频率，获得测量噪声对应的频率信号，之后经频率电压转换芯片U1、电阻R2-电阻R7、电容C1-电容C3、电位器RP1组成频率电压转换器转换为与频率成线性的2V-6V电压信号，所述频率调制电路接收谐振电路产生的频率信号，并通过电容C4、电容C5、电感L3、电感L4组成的阻抗匹配电路无衰减的获得2V-6V电压信号，2V-6V电压信号进入运算放大器AR1为核心的减法器获取频率偏差信号，无频率偏差时，通过三极管Q1、变容二极管DC1、电感L5、电容C7-电容C10为核心的LC振荡器产生的450MHz震荡频率进行调制，有频率偏差时，通过相应三极管Q2-Q4的导通、关断调节震荡线圈LP1的容量，进而调节进行调制的三极管Q1、震荡线圈LP1为核心的LC振荡器震荡频率，调制后信号经变容二极管DC2、电感L6-电感L8、电容C12-电容C15组成的倍频器2倍频，调制为煤矿最佳传输频率900MH后进入放大输出电路，通过运算放大器AR2为核心的放大器对频率信号的幅度放大、二极管D1串二极管D2限幅、稳压管Z1稳压、电感L9和电容C16组成的LC滤波电路滤波后加到发射器上。
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，将噪声传感器输出的200-1000Hz频率信号经谐振电路进行谐振产生谐振频率，以获得测量噪声对应的单一频率信号， 避免了外界异频信号的干扰，单一频率信号经频率电压转换器转换为2V-6V电压信号、减法器获取频率偏差信号，控制频率信号通过三极管Q1、变容二极管DC1、电感L5、电容C7-电容C10为核心的LC振荡器产生的450MHz震荡频率进行调制，或三极管Q1、震荡线圈LP1为核心的LC振荡器产生的可调震荡频率（300-440MHz）进行调制，提高了频率调制的精度，调制后信号再经变容二极管DC2、电感L6-电感L8、电容C12-电容C15组成的倍频器2倍频，以保证频率调制的稳定度，最终调制为煤矿最佳传输频率900MH进行传输，从而提高了抗干扰性，降低了低频段传输易受电磁噪声干扰的问题；
2，通过运算放大器AR2为核心的放大器对频率调制电路输出的频率信号的幅度进行2倍放大，二极管D1串二极管D2组成的限幅电路限幅在计算机RS232接口信号幅度（3V-15V），稳压管Z1稳压，电感L9和电容C16组成的LC滤波电路滤波后加到发射器上，补偿了发射器信号传递过程中的衰减问题。
附图说明
图1为本发明的电路模块图。
图2为本发明的电路原理图。
图3为本发明的频率调制电路信号流向图。
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3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。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
实施例一，噪声测量数据实时传输用发射器调制装置，所述频率电压转换电路接收型号为GSD130的噪声传感器输出的200-1000Hz频率信号，与电感L1、电感L2、可变电容CP1、可变电容CP2组成的谐振电路进行谐振产生谐振频率，以获得测量噪声对应的单一频率信号向传输，之后经频率电压转换芯片U1、电阻R2-电阻R7、电容C1-电容C3、电位器RP1组成频率电压转换器转换为与单一频率信号成线性的2V-6V电压信号，之后进入频率调制电路，接收谐振电路产生的频率信号，并通过电容C4、电容C5、电感L3、电感L4组成的阻抗匹配电路无衰减的获得2V-6V电压信号，2V-6V电压信号进入运算放大器AR1为核心的减法器与最佳传输频率900MH对应的基准电压信号进行减法运算，获取频率偏差信号，无频率偏差或频率偏差小于0.7V时，三极管Q2不工作、继电器K1不动作，继电器K1的常闭触点K1-1、K1-2不动作，谐振电路产生的频率信号通过三极管Q1、变容二极管DC1、电感L5、电容C7-电容C10为核心的LC振荡器产生的450MHz震荡频率进行调制，有频率偏差时，偏差信号的大小触发相应三极管Q2-Q4的导通，调节震荡线圈LP1的容量，进而调节进行调制的三极管Q1、震荡线圈LP1为核心的LC振荡器震荡频率，调制后信号经变容二极管DC2、电感L6-电感L8、电容C12-电容C15组成的倍频器2倍频，调制为煤矿最佳传输频率900MH后进入放大输出电路，采用高频从而提高了抗干扰性，最后进入放大输出电路，通过运算放大器AR2、电阻R12、电阻R13、电阻R14组成的同相比例放大电路对频率调制电路输出的频率信号的幅度进行2倍放大，二极管D1串二极管D2组成的限幅电路限幅在计算机RS232接口信号幅度（3V-15V），稳压管Z1稳压，电感L9和电容C16组成的LC滤波电路滤波后加到发射器上，补偿了发射器信号传递过程中的衰减问题。
实施例二，在实施例一的基础上，所述频率调制电路接收谐振电路产生的频率信号，并通过电容C4、电容C5、电感L3、电感L4组成的阻抗匹配电路无衰减的获得2V-6V电压信号，2V-6V电压信号进入运算放大器AR1为核心的减法器与最佳传输频率900MH对应的基准电压信号进行减法运算，获取频率偏差信号，无频率偏差或频率偏差小于0.7V时，三极管Q2不工作、继电器K1不动作，继电器K1的常闭触点K1-1、K1-2不动作，谐振电路产生的频率信号通过三极管Q1、变容二极管DC1、电感L5、电容C7-电容C10为核心的LC振荡器产生的450MHz震荡频率进行调制，有频率偏差时，偏差信号的大小触发相应三极管Q2-Q4的导通，调节震荡线圈LP1的容量，进而调节进行调制的三极管Q1、震荡线圈LP1为核心的LC振荡器震荡频率，调制后信号经变容二极管DC2、电感L6-电感L8、电容C12-电容C15组成的变容二极管倍频器2倍频，调制为煤矿最佳传输频率900MH后进入放大输出电路，提高了频率调制的精度，高频段传输，从而提高了抗干扰性，包括电容C4、电感L3，电容C4的一端和电感L3的一端连接频率电压转换电路的输出信号，电感L3的另一端分别连接接地电容C5的一端、电感L4的一端，电感L4的另一端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端分别连接电容C6的一端、电阻R8的一端，电容C6的另一端连接最佳煤矿最佳传输频率对应的基准电压信号，电阻R8的另一端分别连接运算放大器AR1的输出端、三极管Q2的基极，三极管Q2、Q3、Q4的集电极均连接电源+6V，三极管Q2的发射极分别连接三极管Q3的基极、继电器K1线圈的一端、震荡线圈LP1的引脚3，继电器K1线圈的另一端连接地，三极管Q3的发射极分别连接三极管Q4的基极、震荡线圈LP1的引脚2，三极管Q4的发射极连接震荡线圈LP1的引脚1，震荡线圈LP1的引脚4分别连接三极管Q1的集电极、电容C7的一端、继电器K1常闭触点K1-1的一端，电容C7的另一端分别连接接地电容C8的一端、三极管Q1的发射极、接地电阻R11的一端，三极管Q1的基极分别连接电阻R9的一端、接地电阻R10的一端、电阻R1的另一端，继电器K1常闭触点K1-1的另一端分别连接电容C9的一端，电容C9的另一端分别连接电容C10的一端、接地电感L5的一端，电容C10的另一端分别连接变容二极管DC1的负极、继电器K1常闭触点K1-2的一端，变容二极管DC1的正极连接地，震荡线圈LP1输出一端连接电感L6的一端，电感L6的另一端分别连接电容C12的一端、继电器K1常闭触点K1-2的另一端，电容C12的另一端分别连接变容二极管DC2的正极、电感L8的一端、电容C15的一端，电感L8的另一端分别连接电容C13的一端、电容C14的一端，震荡线圈LP1输出另一端连接电容C11的一端，电容C11的另一端、变容二极管DC2的负极、电容C13的另一端、电容C14的另一端均连接地，电容C15的另一端连接电感L7的一端，电感L7的另一端为频率调制电路的输出信号。
实施例三，在实施例二的基础上，所述频率电压转换电路接收型号为GSD130的噪声传感器（测量灵敏度高：A，准确可靠：2级，响应快：F，RS485通讯接口）输出的200-1000Hz频率信号，与电感L1、电感L2、可变电容CP1、可变电容CP2组成的谐振电路进行谐振产生谐振频率，以获得测量噪声对应的单一频率信号向后级电路传输，之后经频率电压转换芯片U1（可为LM331）、电阻R2-电阻R7、电容C1-电容C3、电位器RP1组成频率电压转换器转换为与单一频率信号成线性的2V-6V电压信号，包括电感L1、电感L2、可变电容CP1，电感L1的上端、电感L2的左端、可变电容CP1的上端均连接型号为GSD130的噪声传感器输出的200-1000Hz频率信号，电感L2的右端分别连接可变电容CP2的上端、电阻R1的一端，电感L1的下端、可变电容CP1的下端、可变电容CP2的下端均连接地，电阻R1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接频率电压转换芯片U1的引脚6、电阻R4的一端，频率电压转换芯片U1的引脚8连接电源+6V，频率电压转换芯片U1的引脚3、引脚4连接地，频率电压转换芯片U1的引脚5分别连接接地电容C2的一端、电阻R6的一端，频率电压转换芯片U1的引脚7分别连接接地电阻R3的一端、电阻R4的一端，电阻R2的另一端、电阻R6的另一端、电阻R4的另一端均连接电源+6V，频率电压转换芯片U1的引脚2连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电位器RP1的上端和可调端，电位器RP1的下端连接地，频率电压转换芯片U1的引脚1分别连接接地电阻R7的一端、接地电容C3的一端，频率电压转换芯片U1的引脚1为频率电压转换电路的输出信号；
所述放大输出电路用于通过运算放大器AR2、电阻R12、电阻R13、电阻R14组成的同相比例放大电路对频率调制电路输出的频率信号的幅度进行2倍放大，二极管D1串二极管D2组成的限幅电路限幅在计算机RS232接口信号幅度（3V-15V），稳压管Z1稳压，电感L9和电容C16组成的LC滤波电路滤波后加到发射器上，补偿了发射器信号传递过程中的衰减问题，包括电阻R12，电阻R12的一端连接频率调制电路的输出信号，电阻R12的另一端连接运算放大器AR2的同相输入端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接接地电阻R13的一端、电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接运算放大器AR2的输出端、二极管D1的正极、二极管D2的负极、电感L9的一端、稳压管Z1的负极，二极管D1的负极连接电源+15V，二极管D2的正极连接电源+3V，稳压管Z1的正极和电容C16的另一端连接地，运算放大器AR2的VCC端连接电源+6V，运算放大器AR2的GND端连接电源+2V，电感L9的另一端和电容C16的一端为放大输出电路的输出信号，加到发射器上。
本发明具体使用时，接收的型号为GSD130的噪声传感器输出的200-1000Hz频率信号，经过电感L1、电感L2、可变电容CP1、可变电容CP2组成的谐振电路进行谐振产生谐振频率，以获得测量噪声对应的单一频率信号向传输，之后经频率电压转换芯片U1、电阻R2-电阻R7、电容C1-电容C3、电位器RP1组成频率电压转换器转换为与单一频率信号成线性的2V-6V电压信号，之后进入频率调制电路，接收谐振电路产生的频率信号，并通过电容C4、电容C5、电感L3、电感L4组成的阻抗匹配电路无衰减的获得2V-6V电压信号，2V-6V电压信号进入运算放大器AR1为核心的减法器与最佳传输频率900MH对应的基准电压信号进行减法运算，获取频率偏差信号，无频率偏差或频率偏差小于0.7V时，三极管Q2不工作、继电器K1不动作，继电器K1的常闭触点K1-1、K1-2不动作，谐振电路产生的频率信号通过三极管Q1、变容二极管DC1、电感L5、电容C7-电容C10为核心的LC振荡器产生的450MHz震荡频率进行调制，有频率偏差时，偏差信号的大小触发相应三极管Q2-Q4的导通，调节震荡线圈LP1的容量，进而调节进行调制的三极管Q1、震荡线圈LP1为核心的LC振荡器震荡频率，调制后信号经变容二极管DC2、电感L6-电感L8、电容C12-电容C15组成的倍频器2倍频，调制为煤矿最佳传输频率900MH后进入放大输出电路，采用高频从而提高了抗干扰性，降低了低频段传输易受电磁噪声干扰的问题，最后进入放大输出电路，通过运算放大器AR2、电阻R12、电阻R13、电阻R14组成的同相比例放大电路对频率调制电路输出的频率信号的幅度进行2倍放大，二极管D1串二极管D2组成的限幅电路限幅在计算机RS232接口信号幅度（3V-15V），稳压管Z1稳压，电感L9和电容C16组成的LC滤波电路滤波后加到发射器上，补偿了发射器信号传递过程中的衰减问题。
Claims (3)
1.一种噪声测量数据实时传输装置，包括频率电压转换电路、频率调制电路、放大输出电路，其特征在于，所述频率电压转换电路经电感L1、电感L2、可变电容CP1、可变电容CP2组成的谐振电路与接收的型号为GSD130的噪声传感器输出的200-1000Hz频率信号进行谐振产生谐振频率，获得测量噪声对应的频率信号，之后经频率电压转换芯片U1、电阻R2-电阻R7、电容C1-电容C3、电位器RP1组成频率电压转换器转换为与频率成线性的2V-6V电压信号，所述频率调制电路接收谐振电路产生的频率信号，并通过电容C4、电容C5、电感L3、电感L4组成的阻抗匹配电路无衰减的获得2V-6V电压信号，2V-6V电压信号进入运算放大器AR1为核心的减法器获取频率偏差信号，无频率偏差时，通过三极管Q1、变容二极管DC1、电感L5、电容C7-电容C10为核心的LC振荡器产生的450MHz震荡频率进行调制，有频率偏差时，通过相应三极管Q2-Q4的导通、关断调节震荡线圈LP1的容量，进而调节进行调制的三极管Q1、震荡线圈LP1为核心的LC振荡器震荡频率，调制后信号经变容二极管DC2、电感L6-电感L8、电容C12-电容C15组成的倍频器2倍频，调制为煤矿最佳传输频率900MH后进入放大输出电路，通过运算放大器AR2为核心的放大器对频率信号的幅度放大、二极管D1串二极管D2限幅、稳压管Z1稳压、电感L9和电容C16组成的LC滤波电路滤波后加到发射器上。
2.如权利要求1所述一种噪声测量数据实时传输装置，其特征在于，所述频率调制电路包括电容C4、电感L3，电容C4的一端和电感L3的一端连接频率电压转换电路的输出信号，电容C4的另一端连接地，电感L3的另一端分别连接接地电容C5的一端、电感L4的一端，电感L4的另一端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端分别连接电容C6的一端、电阻R8的一端，电容C6的另一端连接最佳煤矿最佳传输频率对应的基准电压信号，电阻R8的另一端分别连接运算放大器AR1的输出端、三极管Q2的基极，三极管Q2、Q3、Q4的集电极均连接电源+6V，三极管Q2的发射极分别连接三极管Q3的基极、继电器K1线圈的一端、震荡线圈LP1的引脚3，继电器K1线圈的另一端连接地，三极管Q3的发射极分别连接三极管Q4的基极、震荡线圈LP1的引脚2，三极管Q4的发射极连接震荡线圈LP1的引脚1，震荡线圈LP1的引脚4分别连接三极管Q1的集电极、电容C7的一端、继电器K1常闭触点K1-1的一端，电容C7的另一端分别连接接地电容C8的一端、三极管Q1的发射极、接地电阻R11的一端，三极管Q1的基极分别连接电阻R9的一端、接地电阻R10的一端、电阻R1的另一端，电阻R1的一端连接电感L2的右端、可变电容CP2的上端，继电器K1常闭触点K1-1的另一端分别连接电容C9的一端，电容C9的另一端分别连接电容C10的一端、接地电感L5的一端，电容C10的另一端分别连接变容二极管DC1的负极、继电器K1常闭触点K1-2的一端，变容二极管DC1的正极连接地，震荡线圈LP1输出一端连接电感L6的一端，电感L6的另一端分别连接电容C12的一端、继电器K1常闭触点K1-2的另一端，电容C12的另一端分别连接变容二极管DC2的正极、电感L8的一端、电容C15的一端，电感L8的另一端分别连接电容C13的一端、电容C14的一端，震荡线圈LP1输出另一端连接电容C11的一端，电容C11的另一端、变容二极管DC2的负极、电容C13的另一端、电容C14的另一端均连接地，电容C15的另一端连接电感L7的一端，电感L7的另一端为频率调制电路的输出信号。
3.如权利要求1所述一种噪声测量数据实时传输装置，其特征在于，所述频率电压转换电路包括电感L1、电感L2、可变电容CP1，电感L1的上端、电感L2的左端、可变电容CP1的上端均连接型号为GSD130的噪声传感器输出的200-1000Hz频率信号，电感L2的右端分别连接可变电容CP2的上端、电阻R1的一端，电感L1的下端、可变电容CP1的下端、可变电容CP2的下端均连接地，电阻R1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接频率电压转换芯片U1的引脚6、电阻R2的一端，频率电压转换芯片U1的引脚8连接电源+6V，频率电压转换芯片U1的引脚3、引脚4连接地，频率电压转换芯片U1的引脚5分别连接接地电容C2的一端、电阻R6的一端，频率电压转换芯片U1的引脚7分别连接接地电阻R3的一端、电阻R4的一端，电阻R2的另一端、电阻R6的另一端、电阻R4的另一端均连接电源+6V，频率电压转换芯片U1的引脚2连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电位器RP1的上端和可调端，电位器RP1的下端连接地，频率电压转换芯片U1的引脚1分别连接接地电阻R7的一端、接地电容C3的一端，频率电压转换芯片U1的引脚1为频率电压转换电路的输出信号；
所述放大输出电路包括电阻R12，电阻R12的一端连接频率调制电路的输出信号，电阻R12的另一端连接运算放大器AR2的同相输入端，运算放大器AR2的反相输入端分别连接接地电阻R13的一端、电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接运算放大器AR2的输出端、二极管D1的正极、二极管D2的负极、电感L9的一端、稳压管Z1的负极，二极管D1的负极连接电源+15V，二极管D2的正极连接电源+3V，稳压管Z1的正极和电容C16的另一端连接地，运算放大器AR2的VCC端连接电源+6V，运算放大器AR2的GND端连接电源+2V，电感L9的另一端和电容C16的一端为放大输出电路的输出信号，加到发射器上。
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