CN112591106A

CN112591106A - 一种谐振式结冰探测器驱动电路

Info

Publication number: CN112591106A
Application number: CN202011555986.0A
Authority: CN
Inventors: 康志宏; 宋继红; 姚敏强; 李拉兔
Original assignee: Taiyuan Aero Instruments Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Aero Instruments Co Ltd
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2021-04-02

Abstract

本发明属于飞行器结冰探测设计领域，具体涉及一种谐振式结冰探测器驱动电路；本发明提供一种5V电压供电，由电压比较器、电阻、电容、电磁线圈组成，通过调节电阻、电容和电感对驱动电路的相位进行微调使振管在本征频率位置处振荡，通过上电过程控制振荡驱动电路起振的驱动电路。

Description

一种谐振式结冰探测器驱动电路

技术领域

本发明属于飞行器结冰探测设计领域，具体涉及一种谐振式结冰探测器驱动电路。

背景技术

目前谐振式结冰探测器是通过驱动电路和振管组成一个自激振荡电路使振管工作在本征频率。一种驱动电路是由电压比较器、电阻、电容等组成，通过±15V供电进行工作。另外一种驱动电路是5V供电，如专利cn201711177611.3，驱动电路由运算放大器、电容、电阻等组成。有下列问题：第一种±15V供电驱动电路，功耗大，体积大，成本高；第二种5V供电驱动电路，器件多，结构较为复杂。

发明内容

本发明的目的是：提供一种谐振式结冰探测器驱动电路，以实现器件数量较少，结构简单、成本较低，能够结合自制线圈驱动谐振振管。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种谐振式结冰探测器驱动电路，所述电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，线圈L1、L2，第一比较器N1、第二比较器N2组成；

其中比较器N1正端连接R1后，连接到电源；比较器N1负端连接与电阻R2后接地；拾振线圈L2的两端连接电容C1的两端；拾振线圈L2的负端连接在比较器N1的正端，拾振线圈L2的正端连接比较器N1的负端；比较器N1的输出端连接上拉电阻R3后连接到电源；激励线圈L1的两端连接电容C2的两端；激励线圈L1的负端接地；C3的一端接比较器N1的输出端，另一端接激励线圈L1的正端；R7一端接5V供电电源，另一端接激励线圈L1正端；比较器N2的正端连接比较器N1的输出；比较器N2的负端通过R4连接到供电电源，通过R5连接到到地；比较器N2的输出端通过上拉电阻R6连接到供电电源。

所述供电电源为5V。

所述激励线圈L1驱动振管进行磁致伸缩，拾振线圈L2拾取振管磁致伸缩信号；激励线圈L1、拾振线圈L2的电感为2mH～5mH，L1、L2线圈电阻为5Ω～20Ω。

所述电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7作用和大小如下：

R1＝R2＝1kΩ～5kΩ，用于调整偏置电压；

R3＝mR4，m为自然数；用于调整频率输出占空比；

R5＝R6＝1kΩ～3kΩ为上拉电阻，用于调整比较器N1、N2的驱动能力；

优选R1＝R2＝R3＝R4＝R5＝R6＝1kΩ。

R7阻值100Ω～1kΩ，为起振电阻；R7优选1kΩ。

所述电容C1、C2、C3作用和大小如下：

电容C1与拾振线圈L2构成拾振信号提取电路，并作为比较器N1的输入；

电容C2与激励线圈L1构成激振电路，驱动振管磁致伸缩；

电容C3一方面隔直流，另一方面进行相位调整与滤波；

C1、C2、C3为1nF～50nF；

优选C1＝C2＝C3＝10nF。

比较器选用双精密比较器F193。比较器N1为振荡驱动电路的主要器件，比较器N2负责频率信号的整形输出。

本发明的有益效果是：

本发明由电压比较器、电阻和电容等组成，由5V电压供电，通过调节电阻、电容和电感对驱动电路的相位进行微调使振管在本征频率位置处振荡，通过上电过程控制振荡驱动电路起振。该电路结构简单、低成本、小面积、低功耗。

与第一种±15V供电驱动电路比，本发明驱动电路规模小、功耗低、成本低；

与第二种5V供电驱动电路比较，本发明选用两个相同的比较器，并且采用器件数量较少，结构简单、成本较低，能够结合自制线圈驱动谐振振管。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。

在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

本发明的电路原理图为图1，本发明的谐振式结冰探测器驱动电路，由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，激励线圈L1、拾振线圈L2，第一比较器、第二比较器组成；

激励线圈L1、拾振线圈L2的漆包线规格

可以根据振管的要求设计电感大小；本实施例中激励线圈L1、拾振线圈L2的电感均为3.3mH，L1、L2线圈电阻均为17Ω，C1＝C2＝C3＝10nF，R1＝R2＝R3＝R4＝R5＝R6＝R7＝1kΩ，供电电源5V。

本发明通过调节电阻、电容和电感对驱动电路的相位进行微调使振管P在本征频率位置处振荡，通过上电过程控制振荡驱动电路起振的驱动电路，具体工作过程如下：

该驱动电路采用一路5V电源供电；比较器F193作为电路的主要器件；通过比较器N1和外围电阻、电容、电感来驱动振管工作，L1与C2构成振管的激振电路，L2与C1构成振管信号的拾振电路；通过微调C1、C2、C3、L1、L2对驱动电路的相位进行微调来使整个电路达到相位平衡；比较器N2外围电路构成频率信号输出级；通过电阻R7获取电源能量，使整个电路振荡对起振。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种谐振式结冰探测器驱动电路，其特征在于：所述电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，电容C1、C2、C3，激励线圈L1、拾振线圈L2，第一比较器N1、第二比较器N2组成；

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述激励线圈L1驱动振管进行磁致伸缩，拾振线圈L2拾取振管磁致伸缩信号；激励线圈L1、拾振线圈L2的电感为2mH～5mH，L1、L2线圈电阻为5Ω～20Ω。

3.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：

R1＝R2＝1kΩ～5kΩ；

R3＝mR4，m为自然数；

R5＝R6＝1kΩ～3kΩ为上拉电阻。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于：

R1＝R2＝R3＝R4＝R5＝R6＝1kΩ。

5.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述R7阻值100Ω～1kΩ，为起振电阻。

6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于：R7阻值为1kΩ。

7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：C1、C2、C3为1nF～50nF。

8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于：C1＝C2＝C3＝10nF。

9.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：比较器选用双精密比较器F193，其内部同时包含第一比较器N1、第二比较器N2。

10.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述供电电源为5V。