CN113162603A - 小型化信号解调转换器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型化信号解调转换器装置，待处理信号单元的输出端口与信号放大模块的输入端口连接，信号放大模块的输出端口与包络检波模块的输入端口连接，包络检波模块的输出端口与方波转换模块的输入端口连接，方波转换模块的输出端口与输出信号单元的输入端口连接，以使得待处理信号单元发出的信号输送至信号放大模块中的运放芯片U1，包络检波模块将放大处理后的信号进行检波，并输送至方波转换模块中的运放芯片U2，经过方波转换后再输送至输出信号单元中。其精度高、抗干扰能力强，同时满足设备小体积、低功耗、可靠性高的需求，实现了调制信号的放大、解调与转换。
Description
技术领域
本发明涉及信号解调及转换电路，具体地，涉及一种应用于控制系统领域中的小型化信号解调转换器装置。
背景技术
在很多固态功率源的驱动控制模块中，信息传输的有效性对于控制系统的稳定性以及安全性至关重要，以及常受传输距离的影响，通常在信号的传输过程中选用高频振荡信号作为载体对信号进行振幅调制，这样可以实现信号的稳定传输。
然而，控制系统作为信号的接收端需要对信号进行解调并转换为标准的方波序列后进行后续处理。信号解调转换器作为控制系统重要的组成部分，与之对应的放大、解调、转换等相关电路的设计也显得尤为重要。
目前，多数解调转换器精度较低，对于复杂恶劣环境时的可靠性较低，并且体积往往偏大。
因此，急需要提供一种小型化信号解调转换器装置来解决上述技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型化信号解调转换器装置，该装置精度高、抗干扰能力强，同时满足设备小体积、低功耗、可靠性高的需求，实现了调制信号的放大、解调与转换。
为了实现上述目的，本发明提供了一种小型化信号解调转换器装置，包括整合设置在铝制电子屏蔽盒中的待处理信号单元、信号放大模块、包络检波模块、方波转换模块和输出信号单元；其中，
待处理信号单元的输出端口与信号放大模块的输入端口连接，信号放大模块的输出端口与包络检波模块的输入端口连接，包络检波模块的输出端口与方波转换模块的输入端口连接，方波转换模块的输出端口与输出信号单元的输入端口连接，以使得待处理信号单元发出的信号输送至信号放大模块中的运放芯片U1，包络检波模块将放大处理后的信号进行检波，并输送至方波转换模块中的运放芯片U2，经过方波转换后再输送至输出信号单元中。
优选地，信号放大模块包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和运放芯片U1；其中，
运放芯片U1供电电源的正负电源上分别串加电阻R1、电容C1和电阻R2、电容C2。
优选地，信号放大模块还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C3；其中，
待测信号单元输出信号经电阻R3连接至运放芯片U1的反相输入端，电阻R4和电容C3并联后一端与运放芯片U1的反相输入端连接，另一端与运放芯片U1的输出端连接，构成反馈回路；电阻R5一端接地，另一端接运放芯片U1的同相输入端。
优选地，包络检波模块包括二极管D1、电阻R6和电容C4；其中，
电阻R6与电容C4并联后一端接地，另一端与二极管D1的负极相连，同时输出到方波转换电路；二极管D1的正极连接运放芯片U1的输出端，构成二极管峰值包络检波电路。
优选地，方波转换电路模块包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C5、电容C6、电容C7、三极管Q1、三极管Q2和运放芯片U2；其中，
运放芯片U2供电电源的正负电源上分别串加电容C6和电容C7，电阻R7一端接电源VDD1，另一端接运放芯片U2的反相输入端；电阻R8一端接地，一端接入运放芯片U2的反相输入端；包络检波模块输出接运放芯片U2的同相输入端，运放芯片U2输出端接电阻R9输送至信号输出单元。
优选地，输出信号单元由电阻R10、三极管Q1、三极管Q2组成一个限幅电路；其中，
三极管Q1的集电极接方波转换电路的输出端，基极与发射极相连接地；三极管Q2基极接方波转换电路的输出端，发射极接地；电阻R10一端接电源VDD2，另一端接三极管Q2的集电极，同时三极管Q2集电极作为信号输出端。
根据上述技术方案，本发明将待处理信号单元发出的信号输送至信号放大模块中的运放芯片U1，包络检波模块将放大处理后的信号进行检波，并输送至方波转换模块中的运放芯片U2，经过方波转换后再输送至输出信号单元中进行限幅后输出，从而实现了对微弱振幅调制信号的解调与转换。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的一种小型化信号解调转换器装置的结构框图；
图2是本发明提供的一种小型化信号解调转换器装置的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
参见图1，本发明提供一种小型化信号解调转换器装置，包括整合设置在铝制电子屏蔽盒中的待处理信号单元、信号放大模块、包络检波模块、方波转换模块和输出信号单元；其中，
待处理信号单元的输出端口与信号放大模块的输入端口连接，信号放大模块的输出端口与包络检波模块的输入端口连接，包络检波模块的输出端口与方波转换模块的输入端口连接，方波转换模块的输出端口与输出信号单元的输入端口连接，以使得待处理信号单元发出的信号输送至信号放大模块中的运放芯片U1，包络检波模块将放大处理后的信号进行检波，并输送至方波转换模块中的运放芯片U2，经过方波转换后再输送至输出信号单元中。
在本实施方式中，具体的，如图2所示，信号放大模块包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和运放芯片U1；其中，
为了稳定信号放大器模块的工作、减少模块之间通过公共直流电源产生的寄生耦合、防止产生干扰，在运放芯片U1供电电源的正负电源上分别串加电阻R1、电容C1和电阻R2、电容C2。
进一步的，信号放大模块还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C3；其中，
待测信号单元输出信号经电阻R3连接至运放芯片U1的反相输入端，电阻R4和电容C3并联后一端与运放芯片U1的反相输入端连接，另一端与运放芯片U1的输出端连接，构成反馈回路；电阻R5一端接地，另一端接运放芯片U1的同相输入端。
这样，电阻R3、R4与电容C3和运放芯片U1构成反相放大电路，将输入的微弱小信号放大，提高后续电路调整的准确度，其中，电阻R3与电阻R4构成一个增益环节，其中增益系数Au＝1+R4/R3；电容C3作为反馈回路的一部分，与电阻R4并联起到积分作用，有抑制或平滑噪声的干扰的作用。
包络检波模块包括二极管D1、电阻R6和电容C4；其中，
电阻R6与电容C4并联后一端接地，另一端与二极管D1的负极相连，同时输出到方波转换电路；二极管D1的正极连接运放芯片U1的输出端，构成二极管峰值包络检波电路。
这样，包络检波模块由二极管D1、电阻R6、电容C4组成，由非线性器件的二极管D1产生新的频率分量，再用低通滤波器选出调制信号分量，属于频谱线性搬移电路，具有失真度小、检波效率高和较高的输入电阻的优点。
方波转换电路模块包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C5、电容C6、电容C7、三极管Q1、三极管Q2和运放芯片U2；其中，
运放芯片U2供电电源的正负电源上分别串加电容C6和电容C7，起到滤除高频成分、稳定运放工作的作用。电阻R7一端接电源VDD1，另一端接运放芯片U2的反相输入端；电阻R8一端接地，一端接入运放芯片U2的反相输入端；包络检波模块输出接运放芯片U2的同相输入端，运放芯片U2输出端接电阻R9输送至信号输出单元。
这样，电阻R7、电阻R8与电源VDD1构成串联分压电路，为运放芯片U2的反相输入端提供比较电位，包络检波模块检出的调制信号输入运放芯片U2的同相输入端，构成电压比较电路，将正弦波转换为方波；输出端电阻R9起到限流作用。
输出信号单元由电阻R10、三极管Q1、三极管Q2组成一个限幅电路；其中，
三极管Q1的集电极接方波转换电路的输出端，基极与发射极相连接地；三极管Q2基极接方波转换电路的输出端，发射极接地；电阻R10一端接电源VDD2，另一端接三极管Q2的集电极，同时三极管Q2集电极作为信号输出端。
这样，三极管Q1、Q2、电阻R10构成限幅电路，当方波转换电路输出为高电平时输出VDD2高电平电压，当方波转换电路输出为高电平时输出地的低电平电压。
通过上述技术方案，该机载小型化信号解调转换器装置将待处理信号单元发出的信号输送至信号放大模块中的运放芯片U1，包络检波模块将放大处理后的信号进行检波，并输送至方波转换模块中的运放芯片U2，经过方波转换后再输送至输出信号单元中进行限幅后输出，从而实现了对微弱振幅调制信号的解调与转换。
由此可见，该装置精度高、抗干扰能力强，同时满足设备小体积、低功耗、可靠性高的需求，实现了调制信号的放大、解调与转换。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种小型化信号解调转换器装置，其特征在于，包括整合设置在铝制电子屏蔽盒中的待处理信号单元、信号放大模块、包络检波模块、方波转换模块和输出信号单元；其中，
待处理信号单元的输出端口与信号放大模块的输入端口连接，信号放大模块的输出端口与包络检波模块的输入端口连接，包络检波模块的输出端口与方波转换模块的输入端口连接，方波转换模块的输出端口与输出信号单元的输入端口连接，以使得待处理信号单元发出的信号输送至信号放大模块中的运放芯片U1，包络检波模块将放大处理后的信号进行检波，并输送至方波转换模块中的运放芯片U2，经过方波转换后再输送至输出信号单元中。
2.根据权利要求1所述的小型化信号解调转换器装置，其特征在于，信号放大模块包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和运放芯片U1；其中，
运放芯片U1供电电源的正负电源上分别串加电阻R1、电容C1和电阻R2、电容C2。
3.根据权利要求2所述的小型化信号解调转换器装置，其特征在于，信号放大模块还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C3；其中，
待测信号单元输出信号经电阻R3连接至运放芯片U1的反相输入端，电阻R4和电容C3并联后一端与运放芯片U1的反相输入端连接，另一端与运放芯片U1的输出端连接，构成反馈回路；电阻R5一端接地，另一端接运放芯片U1的同相输入端。
4.根据权利要求3所述的小型化信号解调转换器装置，其特征在于，包络检波模块包括二极管D1、电阻R6和电容C4；其中，
电阻R6与电容C4并联后一端接地，另一端与二极管D1的负极相连，同时输出到方波转换电路；二极管D1的正极连接运放芯片U1的输出端，构成二极管峰值包络检波电路。
5.根据权利要求4所述的小型化信号解调转换器装置，其特征在于，方波转换电路模块包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C5、电容C6、电容C7、三极管Q1、三极管Q2和运放芯片U2；其中，
运放芯片U2供电电源的正负电源上分别串加电容C6和电容C7，电阻R7一端接电源VDD1，另一端接运放芯片U2的反相输入端；电阻R8一端接地，一端接入运放芯片U2的反相输入端；包络检波模块输出接运放芯片U2的同相输入端，运放芯片U2输出端接电阻R9输送至信号输出单元。
6.根据权利要求5所述的小型化信号解调转换器装置，其特征在于，输出信号单元由电阻R10、三极管Q1、三极管Q2组成一个限幅电路；其中，
三极管Q1的集电极接方波转换电路的输出端，基极与发射极相连接地；三极管Q2基极接方波转换电路的输出端，发射极接地；电阻R10一端接电源VDD2，另一端接三极管Q2的集电极，同时三极管Q2集电极作为信号输出端。
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