CN110649929B - 泵站能耗数据调频发射电路 - Google Patents

Abstract

本发明的泵站能耗数据调频发射电路，去燥接收电路采用差分滤波器接收传感器采集的泵站能耗数据信息并初级放大，得出调制信号，运用三极管Q10抵消异常负干扰信号，三极管Q1、运放AR2抵消异常正干扰信号，之后一路进入调频电路，另一路进入可控升压电路，经升压电路升压，升压电压与数据经发射器传输到中央监控平台的衰减系数的比值改变变容二极管DC1的电容值进而改变升压的大小，之后进入压控震荡电路，采用三极管Q4为核心的压控震荡器产生高频震荡信号，也即载波信号，还经三极管Q5转换为电压反馈以输出稳定的高频震荡信号到调频电路，采用三极管Q6、三极管Q7为核心的基极调频电路对调制信号调频后加到发射器上发射出去。

Description

泵站能耗数据调频发射电路

技术领域

本发明涉及泵站智能监控技术领域，特别是涉及一种泵站能耗数据调频发射电路。

背景技术

申请号为201511003884.7的一种泵站能耗分析管理方法，通过电量采集模块、流量传感器、转速传感器检测的反映泵站能耗的电量、流量转速信息经数据采集节点、3G通信传输到中央监控平台，与中央监控平台设定的历史数据进行对比，从而分析泵站的能耗，实现智能化控制管理。由于泵站中存在空气动力性（风机、空压机产生）、机械性（管道及闸阀、水泵轴承产生）噪声和电磁性（电动机定转子吸力、变压器）噪声，数据传输到数据采集节点的过程中，由于有线传输难以布线，多采用Zigbee、无线传感网络、蓝牙等进行近距离无线通信，但近距离无线通信易受干扰、且会随着节点距离的增加而有不同程度的衰减，不能保障了数据传输的稳定性和可靠性，影响信号接收的精度。

因此需提供一种新的技术方案来解决此问题。

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泵站能耗数据调频发射电路，具有构思巧妙、人性化设计的特性，通过去噪来保障能耗数据检测的精度，可控升压、反馈调频能自动调节载波的频率能有效的避免干扰、衰减，保障了网络的稳定性和可靠性。

其解决的技术方案是，包括去噪接收电路、可控升压电路、压控震荡电路、调频电路，其特征在于，所述去噪接收电路采用运放AR1为核心的差分滤波器接收传感器采集的泵站能耗数据信息并初级放大，得出调制信号，运用三极管Q10抵消异常负干扰信号，三极管Q1、运放AR2抵消异常正干扰信号，之后进入调频电路，另一路进入可控升压电路，经电感L2、L4、电解电容E1、变容二极管DC1、电容C7组成的升压电路升压，升压电压与数据经发射器传输到中央监控平台的衰减系数的比值改变变容二极管DC1的电容值进而改变升压的大小，升压后电压进入压控震荡电路，采用三极管Q4为核心的压控震荡器产生高频震荡信号，也即载波信号，载波信号还经三极管Q5转换为电压反馈到压控震荡器以输出稳定的高频震荡信号，所述调频电路接收去噪接收电路输出的调制信号和压控震荡电路输出的稳定的高频震荡信号，经三极管Q6、三极管Q7为核心的基极调频电路调频后加到发射器上发射出去。

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，能耗信息首先经低通滤波器抑制高频共模，电容C1抑制差模干扰，再经阻抗匹配电路与能耗信息进行匹配，进入阻抗匹配电路产生的电阻值、运放AR1、反馈电阻初级放大，得出调制信号，放大后信号运用三极管Q10抵消异常负干扰信号，三极管Q1、运放AR2抵消异常正干扰信号，以保证接收信号的精度；

2，运用电感L2、L4、电解电容E1、变容二极管DC1、电容C7组成的升压电路升压为0-10V，升压后电压作为压控震荡电路的控制源，升压电压的大小由运放AR4、乘法器M1、电阻R10-电阻R12组成的除法运算电路将输入的升压电压与数据经发射器传输到数据采集节点的衰减系数进行除法运算，所得值反馈到变容二极管DC1的负极，改变变容二极管DC1的电容值，进而改变升压的大小，可控升压以自动控制后级三极管Q4为核心的压控震荡器产生载波的频率，还经三极管Q5转换为电压反馈到压控震荡器以输出稳定的高频震荡信号，也即能根据衰减系数自动调节载波频率，能有效的避免干扰、衰减，保障了网络的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的电路连接原理图。

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。

泵站能耗数据调频发射电路，所述去噪接收电路接收任一路电量采集模块、流量传感器、转速传感器检测的反映泵站能耗的电量、流量、转速信息，能耗信息的正极和负极首先经低通滤波器抑制高频共模，电容C1为差模抑制电容，再经阻抗匹配电路与能耗信息进行匹配，以不衰减的加到运放AR1的两输入端，由阻抗匹配电路产生的电阻值、运放AR1、反馈电阻初级放大，得出调制信号，放大后信号通过三极管Q10检测若有异常负干扰信号耦合进入，也即低于零电位的信号时，三极管Q10导通，负干扰信号反馈到运放AR1的反相输入端，以抵消负干扰信号，放大后信号低于+5V时，三极管Q2导通，信号允许向后级电路传输，高于+5V时，三极管Q1导通，+5V与采集的电阻R4右端电压进行比较，差值电压耦合到电阻R4的左端，以抵消正干扰信号，之后一路进入调频电路，另一路进入可控升压电路，电感L2、L4、电解电容E1、变容二极管DC1、电容C7组成的升压电路升压为0-10V，升压后电压作为压控震荡电路的控制源，升压电压的大小由运放AR4、乘法器M1、电阻R10-电阻R12组成的除法运算电路将输入的升压电压与数据经发射器传输到数据采集节点的衰减系数进行除法运算，所得值反馈到变变容二极管DC1的负极，改变变容二极管DC1的电容值，进而改变升压的大小，可控升压以自动控制后级压控震荡电路产生载波的频率，有效的避免干扰、衰减，保障了网络的稳定性和可靠性，升压后电压进入压控震荡电路，采用三极管Q4、变容二极管DC2、电感L5、电阻R14、电容C8、电容C9组成的压控震荡器产生高频震荡信号，也即载波信号，电容C11、电容C12为三极管Q4发射极到基极的正反馈电容，使在高频震荡信号的震荡频率时阻抗小，同时为保证输出的载波信号的频率稳定性，设置三极管Q5、电感L6、电容C13组成的频率差电路，得出三极管Q4基极和发射极的载波信号的频率差，再经滤波、二极管整流后得出直流电压加到变容二极管DC2的负极，以输出稳定的高频震荡信号，所述调频电路将接收的去噪接收电路输出的调制信号加到三极管Q6的基极，三极管Q6射极跟随后经电位器RP1加到三极管Q7的集电极，压控震荡电路输出的稳定的高频震荡信号加到三极管Q7的基极，同时三极管Q7集电极电流是随着射极跟随后的信号变化，三极管Q6、三极管Q7构成基极调频电路，所以三极管Q7集电极中的 2 个信号就因非线性作用而实现了调频，最后经电容C19耦合到发射器上发射出去。

在上述技术方案中，所述可控升压电路接收去噪接收电路输出的调制信号，经电感L2、L4、电解电容E1、变容二极管DC1、电容C7组成的升压电路升压为0-10V，升压后电压作为压控震荡电路的控制源，升压电压的大小由运放AR4、乘法器M1、电阻R10-电阻R12组成的除法运算电路将输入的升压电压与数据经发射器传输到数据采集节点的衰减系数（由数据采集节点接收的频率信号和发射器发射出的调频信号的比值得出，此为现有技术，在此不再详述）进行除法运算，反馈到变变容二极管DC1的负极，改变变容二极管DC1的电容值，进而改变升压的大小，可控升压以自动控制后级压控震荡电路产生载波的频率，有效的避免干扰、衰减，保障了网络的稳定性和可靠性，同时为保证升压时零电位受干扰不为零，设置运放AR3对零电位进行检测，运放AR5和二极管D4转换为绝对值，触发三极管Q3导通，升压电压的负极复位为零电位，包括电阻R8，电阻R8的一端连接去噪接收电路的输出信号，电阻R8的另一端分别连接电感L2的一端、电解电容E1的负极，电解电容E1的正极连接变容二极管DC1的负极，变容二极管DC1的正极连接电感L4的一端，电感L4的另一端连接电容C7的一端、电阻R11的一端，电阻R11的另一端分别连接运放AR4的反相输入端、电阻R10的一端，运放AR4的同相输入端通过电阻R12连接地，电阻R10的另一端连接乘法器M1的引脚3，乘法器M1的引脚2连接发射器传输到中央监控平台的衰减系数，乘法器M1的引脚1分别连接电感L3的一端、运放AR4的输出端，电感L3的另一端连接变容二极管DC1的负极，电感L2的另一端分别连接电容C7的另一端、运放AR3的反相输入端、电阻R9的一端、电容C6的一端、三极管Q3的集电极，运放AR3的同相输入端连接地，运放AR3的输出端连接二极管D4的正极、运放AR5的反相输入端，二极管D4的负极分别连接运放AR5的输出端、三极管Q3的基极，电容C6的另一端、三极管Q3的发射极连接地；其中，电感L2、L4、电解电容E1、变容二极管DC1、电容C7组成升压电路。

所述压控震荡电路通过电阻R13接收可控升压电路输出的升压信号，采用三极管Q4、变容二极管DC2、电感L5串联的电阻R14、电容C8、电容C9组成的压控震荡器产生高频震荡信号，也即载波信号，电容C11、电容C12为三极管Q4发射极到基极的正反馈电容，使在高频震荡信号的震荡频率时阻抗小，同时为保证输出的载波信号的频率稳定性，设置三极管Q5、电感L6、电容C13组成的频率差电路，得出三极管Q4基极和发射极的载波信号的频率差，再经滤波、二极管整流后得出直流电压加到变容二极管DC2的负极，以输出稳定的高频震荡信号，包括电阻R13，电阻R13的一端连接电感L4的另一端，电阻R13的另一端分别连接变容二极管DC2的负极、电容C8的一端，电容C8的另一端分别连接电容C9的一端、电感L5的一端、三极管Q4的集电极、电容C10的一端，电感L5的另一端连接电阻R14的一端，三极管Q4的发射极连接电容C10的另一端、电容C11的一端、接地电容C13的一端、接地电感L6的一端、三极管Q5的基极，三极管Q4的基极分别连接电容C11的另一端、电容C12的一端，变容二极管DC2的正极、电容C9的另一端、电阻R14的另一端、电容C12的另一端均连接地，三极管Q5的集电极分别连接接地可变电容CP1的一端、电容C20的一端，电容C20的另一端分别连接二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极分别连接接地电容C21的一端、变容二极管DC2的负极，二极管D2的正极接地，三极管Q5的发射极通过电阻R15连接电感L4的另一端；其中，三极管Q4、变容二极管DC2、电感L5及电阻R14、电容C8、电容C9组成压控震荡器。

在上述技术方案中，所述去噪接收电路接收任一路电量采集模块、流量传感器、转速传感器检测的反映泵站能耗的电量、流量、转速信息，能耗信息的正极和负极首先经电阻R1、电容C2和电阻R2、电容C3组成的低通滤波器抑制高频共模，电容C1为差模抑制电容，再经电容C1、电感L1、电容C5组成的阻抗匹配电路与能耗信息进行匹配，以不衰减的加到运放AR1的两输入端，由阻抗匹配电路产生的电阻值、运放AR1、反馈电阻（串联的电阻R3-电阻R5组成）初级放大，得出调制信号，放大后信号通过三极管Q10检测若有异常负干扰信号耦合进入，也即低于零电位的信号时，三极管Q10导通，负干扰信号反馈到运放AR1的反相输入端，以抵消负干扰信号，放大后信号低于+5V时，三极管Q2导通，信号允许向后级电路传输，高于+5V时，三极管Q1导通，+5V与采集的电阻R4右端电压进行比较，差值电压耦合到电阻R4的左端，以抵消正干扰信号，之后进入调频电路，包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端、电阻R2的一端分别连接传感器采集的泵站能耗数据信息的正极和负极，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、接地电容C2的一端、电感L1的一端，电感L1的另一端分别连接电容C5的一端、运放AR1的同相输入端、电阻R3的一端，电阻R2的另一端分别连接电容C1的另一端、接地电容C3的一端、电容C5的另一端、运放AR1的反相输入端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5的一端，运放AR1的输出端分别连接电阻R5的另一端、电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别连接三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极、三极管Q10的集电极，三极管Q10的基极和电阻R7的一端连接地，三极管Q10的发射极和电阻R7的另一端连接运放AR1的反相输入端，三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极连接电源+5V，三极管Q1的发射极连接运放AR2的同相输入端，运放AR2的反相输入端连接电阻R5的一端，运放AR2的输出端连接电阻R4的一端，三极管Q2的发射极为去噪接收电路的输出信号。

在上述技术方案中，所述调频电路将接收的去噪接收电路输出的调制信号加到三极管Q6的基极，三极管Q6射极跟随后经电位器RP1加到三极管Q7的集电极，压控震荡电路输出的载波信号加到三极管Q7的基极，同时三极管Q7集电极电流是随着射极跟随后的信号变化，三极管Q6、三极管Q7构成基极调频电路，所以三极管Q7集电极中的 2 个信号就因非线性作用而实现了调频，最后经电容C19 耦合到发射器上发射出去，其中电容C14 、C17、C18是高频旁路电容，电阻 R16 、R17、R18 是偏置电阻，电解电容E2、电容C16、电容C19为耦合电容，包括电容C16、电解电容E2，电容C16的一端连接三极管Q4的发射极，电解电容E2的负极连接三极管Q2的发射极，电解电容E2的正极分别连接接地电容C14的一端、电阻R16的一端、电阻R17的一端、三极管Q6的基极，电阻R17的另一端分别连接三极管Q7的基极、电容C16的另一端、电阻R18的一端，三极管Q7的发射极、接地电容C17的一端、接地电容C18的一端、电阻R18的另一端均连接电源-15V，三极管Q7的集电极连接电位器RP1的下端，电位器RP1的上端分别连接三极管Q6的发射极、电容C15的一端，三极管Q6的集电极、电容C15的另一端、电阻R16的另一端均连接电源+15V，电位器RP1的可调端通过电容C19连接到发射器。

本发明具体使用时，去噪接收电路接收任一路电量采集模块、流量传感器、转速传感器检测的反映泵站能耗的电量、流量、转速信息，能耗信息的正极和负极首先经低通滤波器抑制高频共模，电容C1抑制差模干扰，再经阻抗匹配电路与能耗信息进行匹配，以不衰减的加到运放AR1的两输入端，由阻抗匹配电路产生的电阻值、运放AR1、反馈电阻初级放大，得出调制信号，放大后信号通过三极管Q10检测若有异常负干扰信号耦合进入，也即低于零电位的信号时，三极管Q10导通，负干扰信号反馈到运放AR1的反相输入端，以抵消负干扰信号，放大后信号低于+5V时，三极管Q2导通，信号允许向后级电路传输，高于+5V时，三极管Q1导通，+5V与采集的电阻R4右端电压进行比较，差值电压耦合到电阻R4的左端，以抵消正干扰信号，以保证接收信号的精度，之后一路进入调频电路，另一路进入可控升压电路，电感L2、L4、电解电容E1、变容二极管DC1、电容C7组成的升压电路升压为0-10V，升压电压的大小由运放AR4、乘法器M1、电阻R10-电阻R12组成的除法运算电路将输入的升压电压与数据经发射器传输到数据采集节点的衰减系数进行除法运算，所得值反馈到变变容二极管DC1的负极，改变变容二极管DC1的电容值，进而改变升压的大小，可控升压以自动控制后级压控震荡电路产生载波的频率，有效的避免干扰、衰减，保障了网络的稳定性和可靠性，升压后电压进入压控震荡电路，采用三极管Q4、变容二极管DC2、电感L5串联的电阻R14、电容C8、电容C9组成的压控震荡器产生高频震荡信号，也即载波信号，同时为保证输出的载波信号的频率稳定性，设置三极管Q5、电感L6、电容C13组成的频率差电路，得出三极管Q4基极和发射极的载波信号的频率差，再经滤波、二极管整流后得出直流电压加到变容二极管DC2的负极，以输出稳定的高频震荡信号，所述调频电路将接收的去噪接收电路输出的调制信号加到三极管Q6的基极，三极管Q6射极跟随后经电位器RP1加到三极管Q7的集电极，压控震荡电路输出的载波信号加到三极管Q7的基极，同时三极管Q7集电极电流是随着射极跟随后的信号变化，三极管Q6、三极管Q7构成基极调频电路，所以三极管Q7集电极中的 2 个信号就因非线性作用而实现了调频，最后经电容C19 耦合到发射器上发射出去。

Claims (3)

1.泵站能耗数据调频发射电路，其特征在于，包括去噪接收电路、可控升压电路、压控震荡电路、调频电路，所述去噪接收电路采用运放AR1为核心的差分滤波器接收传感器采集的泵站能耗数据信息并初级放大，得出调制信号，运用三极管Q10抵消异常负干扰信号，三极管Q1、运放AR2抵消异常正干扰信号，之后一路进入调频电路，另一路进入可控升压电路升压，所述可控升压电路包括升压电路，升压电路包括电感L2、电感L4、电解电容E1、变容二极管DC1、电容C7，升压电压与数据经发射器传输到中央监控平台的衰减系数的比值改变变容二极管DC1的电容值进而改变升压的大小，升压后电压进入压控震荡电路产生高频震荡信号，也即载波信号，所述压控震荡电路包括压控震荡器，所述压控震荡器包括三极管Q4，载波信号还经三极管Q5转换为电压反馈到压控震荡器以输出稳定的高频震荡信号，所述调频电路接收去噪接收电路输出的调制信号和压控震荡电路输出的稳定的高频震荡信号经调频后加到发射器上发射出去，所述调频电路包括基极调频电路，所述基极调频电路包括三极管Q6、三极管Q7；

所述去噪接收电路包括电阻R1、电阻R2，电阻R1的一端、电阻R2的一端分别连接传感器采集的泵站能耗数据信息的正极和负极，电阻R1的另一端分别连接电容C1的一端、接地电容C2的一端、电感L1的一端，电感L1的另一端分别连接电容C5的一端、运放AR1的同相输入端、电阻R3的一端，电阻R2的另一端分别连接电容C1的另一端、接地电容C3的一端、电容C5的另一端、运放AR1的反相输入端，电阻R3的另一端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5的一端，运放AR1的输出端分别连接电阻R5的另一端、电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别连接三极管Q1的基极、三极管Q2的集电极、三极管Q10的集电极，三极管Q10的基极和电阻R7的一端连接地，三极管Q10的发射极和电阻R7的另一端连接运放AR1的反相输入端，三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极连接电源+5V，三极管Q1的发射极连接运放AR2的同相输入端，运放AR2的反相输入端连接电阻R5的一端，运放AR2的输出端连接电阻R4的一端，三极管Q2的发射极为去噪接收电路的输出端；

所述可控升压电路包括电阻R8，电阻R8的一端连接去噪接收电路的输出端，电阻R8的另一端分别连接电感L2的一端、电解电容E1的负极，电解电容E1的正极连接变容二极管DC1的负极，变容二极管DC1的正极连接电感L4的一端，电感L4的另一端连接电容C7的一端、电阻R11的一端，电阻R11的另一端分别连接运放AR4的反相输入端、电阻R10的一端，运放AR4的同相输入端通过电阻R12连接地，电阻R10的另一端连接乘法器M1的引脚3，乘法器M1的引脚2接收发射器传输到中央监控平台的衰减系数，乘法器M1的引脚1分别连接电感L3的一端、运放AR4的输出端，电感L3的另一端连接变容二极管DC1的负极，电感L2的另一端分别连接电容C7的另一端、运放AR3的反相输入端、电阻R9的一端、电容C6的一端、三极管Q3的集电极，运放AR3的同相输入端连接地，运放AR3的输出端连接二极管D4的正极、运放AR5的反相输入端，二极管D4的负极分别连接运放AR5的输出端、三极管Q3的基极，电容C6的另一端、三极管Q3的发射极连接地。

2.根据权利要求1所述的泵站能耗数据调频发射电路，其特征在于，所述压控震荡电路包括电阻R13，电阻R13的一端连接电感L4的另一端，电阻R13的另一端分别连接变容二极管DC2的负极、电容C8的一端，电容C8的另一端分别连接电容C9的一端、电感L5的一端、三极管Q4的集电极、电容C10的一端，电感L5的另一端连接电阻R14的一端，三极管Q4的发射极连接电容C10的另一端、电容C11的一端、接地电容C13的一端、接地电感L6的一端、三极管Q5的基极，三极管Q4的基极分别连接电容C11的另一端、电容C12的一端，变容二极管DC2的正极、电容C9的另一端、电阻R14的另一端、电容C12的另一端均连接地，三极管Q5的集电极分别连接接地可变电容CP1的一端、电容C20的一端，电容C20的另一端分别连接二极管D1的正极、二极管D2的负极，二极管D1的负极分别连接接地电容C21的一端、变容二极管DC2的负极，二极管D2的正极接地，三极管Q5的发射极通过电阻R15连接电感L4的另一端；其中，三极管Q4、变容二极管DC2、电感L5及电阻R14、电容C8、电容C9组成压控震荡器。

3.根据权利要求1所述的泵站能耗数据调频发射电路，其特征在于，所述调频电路包括电容C16、电解电容E2，电容C16的一端连接三极管Q4的发射极，电解电容E2的负极连接三极管Q2的发射极，电解电容E2的正极分别连接接地电容C14的一端、电阻R16的一端、电阻R17的一端、三极管Q6的基极，电阻R17的另一端分别连接三极管Q7的基极、电容C16的另一端、电阻R18的一端，三极管Q7的发射极、接地电容C17的一端、接地电容C18的一端、电阻R18的另一端均连接电源-15V，三极管Q7的集电极连接电位器RP1的下端，电位器RP1的上端分别连接三极管Q6的发射极、电容C15的一端，三极管Q6的集电极、电容C15的另一端、电阻R16的另一端均连接电源+15V，电位器RP1的可调端通过电容C19连接到发射器。

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