CN114089408A - 便携式倍增周期信号发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式倍增周期信号发生装置，包括信号发生装置，信号发生装置包括信号发生本体和信号控制板，信号发生本体内置有倍增周期信号发生模块，倍增周期信号发生模块包括周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路、电流周期产生电路，电流周期产生电路电连接于指数电压产生电路与脉冲周期产生电路之间，指数电压产生电路用于产生指数电压，指数电压经脉冲周期产生电路输出脉冲周期信号，指数电压经电流周期产生电路输出指数电流。本发明便携式倍增周期信号发生装置只需要通过纯硬件的电路，便可以实现脉冲周期信号的产生，提高信号发生装置测试的可靠性。

Description

便携式倍增周期信号发生装置

技术领域

本发明涉及核测量技术领域，尤其涉及一种针对堆外核测量仪表系统的便携式测试、实现核电站堆外核测量仪表系统周期信号的性能检测的装置。

背景技术

堆外核测量仪表系统是直接关系到反应堆安全的重要系统之一，堆外核测量仪表系统中有一项重要功能，那就是用来计算反应堆核功率的倍增周期，倍增周期的计算结果可以表示反应堆核功率的上升或下降速度，上升速度如果过快将会对反应堆的安全运行产生影响。

目前，堆外核测量仪表系统在设计上，一般是通过源量程探测器测量通道采集的脉冲信号，或者中间量程探测器测量通道采集的电流信号来计算反应堆核功率的倍增周期，由于现在的堆外核测量仪表的探测器实际输出的脉冲信号和电流信号极其微弱，并且还需要满足信号周期性倍增的要求，因此，在堆外核测量仪表系统的研制过程中，缺少有效的测试设备来模拟探测器输出的脉冲或电流倍增信号，无法满足现场快速验证堆外核测量仪表系统倍增周期计算功能的要求。

另外，现有技术也有设计一些周期信号发生器，通过周期信号发生器对堆外核测量仪表的周期进行计算，比如：中国专利号为201310488859.7公开了反应堆周期信号发生器及其实现方法和使用方法，该专利包括微控制器，微控制器的I/O端口连接有控制按键，微控制器的A/D转换端口连接电位器旋钮，所述微控制器连接外部存储器，外部存储器的输出端连接至DA转换芯片，DA转换芯片的输出端口分别与模拟开关、V/F转换芯片、以及电阻连接，同时直接输出电压信号，虽然可以满足现阶段反应堆核测量仪表周期测量的校验需要，但是该反应堆周期信号发生器也存在一些不足之处：

(1)需要采用微处理器、单片机或FPGA设计，外围电路搭建比较复杂、器件成本较高、软件开发周期长、维护成本高。

(2)人机交互方式采用显示屏，器件成本高，装置体积大，便携性不高。

(3)对V/F转换后的脉冲周期信号缺少处理，未进一步模拟探测器的实际输出信号。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种便携式倍增周期信号发生装置，其可通过纯硬件电路实现脉冲周期信号的产生、避免了软件设计可能引入的错误，提高测试装置可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式倍增周期信号发生装置，包括信号发生装置，所述信号发生装置包括信号发生本体和信号控制板，所述信号控制板设于信号发生本体的前端，所述信号发生本体内置有倍增周期信号发生模块，所述倍增周期信号发生模块包括周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路、电流周期产生电路，所述周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路依次通过电连接，所述电流周期产生电路电连接于所述指数电压产生电路与所述脉冲周期产生电路之间，所述信号控制板与所述周期档位控制电路电连接，所述指数电压产生电路用于产生指数电压，所述指数电压经所述脉冲周期产生电路输出脉冲周期信号，所述指数电压经所述电流周期产生电路输出指数电流。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述信号控制板上设有周期换挡按钮和若干个周期指示档位，每个周期指示档位相互间隔分布于周期换挡按钮的上方，所述周期档位控制电路与周期换挡按钮及周期指示档位电连接，所述周期换挡按钮每次按下以实现周期档位控制电路控制周期指示档位进行显示，所述指数电压产生电路产生对应所显示周期指示档位的指数电压。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述脉冲周期产生电路包括V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路，所述V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路电连接，所述V/F转换电路将输入电压转换成脉冲信号，所述单稳态电路将V/F转换电路输出的脉冲信号转化成脉冲宽度恒定的信号以模拟探测器输出脉冲信号的脉宽，所述衰减电路对输出的脉冲信号幅值进行缩小。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述V/F转换电路包括电压频率转化芯片U3、输入电阻R_IN、定时电容C_OS、逻辑电阻R₉、积分电容C_INT，其中，所述电压频率转化芯片U3其-VIN引脚接输入电压,所述输入电阻R_IN和电压频率转化芯片U3的-VIN引脚电连接，所述定时电容C_OS的一端和电压频率转化芯片U3的C1引脚电连接，所述积分电容C_INT的一端和输入电阻R_IN电连接，所述积分电容C_INT的另一端接到电压频率转化芯片U3的V_out引脚，所述逻辑电阻R₉的一端和电压频率转化芯片U3的VGND引脚跨接，所述逻辑电阻R₉的另一端和电压频率转化芯片U3的F_out引脚电连接,所述V/F转换电路通过电压频率转化芯片U3的F_out引脚输出脉冲频率F_out，所述V/F转换电路输出的脉冲频率F_out为F_out＝V_IN/7.5·C_osR_IN，其中，C_OS为定时电容C_OS的电容值，R_IN为输入电阻R_IN的电阻值，所述V/F转换电路输出的脉冲频率F_out与输入电压VIN成正比。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述单稳态电路包括单稳态多谐振荡器U4、外部电容Cext、外部电阻RP2，所述外部电阻RP2接在单稳态多谐振荡器U4的RCext引脚和Vcc引脚之间，所述外部电容Cext接在单稳态多谐振荡器U4的Vcc引脚和Cext引脚之间，所述单稳态多谐振荡器U4的A引脚接地，所述单稳态多谐振荡器U4的B引脚和电压频率转化芯片U3的F_out引脚电连接，所述单稳态电路模拟探测器输出脉冲信号的脉宽是通过电压频率转化芯片U3的F_out引脚所输出的脉冲频率来触发单稳态多谐振荡器U4其B引脚的输入端并从单稳态多谐振荡器U4的

引脚输出，所述脉冲信号的脉宽改变是通过调整单稳态电路中外部电容Cext的电容值与外部电阻RP2的电阻值实现。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述电流周期产生电路包括电压跟随器U5、输入电阻R_Vin、输出电阻R_out、反馈电阻R_F，所述输入电阻R_Vin和电压跟随器U5的同相输入端相连，所述反馈电阻R_F的一端和电压跟随器U5的反相输入端相连，所述反馈电阻R_F的另一端和电压跟随器U5的输出端相连形成一个反馈回路，所述指数电压产生电路所产生的指数电压从电压跟随器U5的同相输入端输入，所述电压跟随器U5的输出端和输出电阻R_out相连，所述指数电压经过电压跟随器U5及其输出端处的输出电阻R_out后输出指数电流。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述若干个周期指示档位包括第一周期指示档位、第二周期指示档位、第三周期指示档位、第四周期指示档位，所述第一周期指示档位为10.5s，所述第二周期指示档位为12.6s，所述第三周期指示档位为44.0s，所述第四周期指示档位为110.0s。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述周期档位控制电路包括同步计数器U1、译码器U2、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4，所述同步计数器U1的CLK引脚接收换挡信号的输入，所述同步计数器U1的引脚Q0、引脚Q1分别与译码器U2的引脚A、引脚B电连接，所述周期换挡按钮每次按下会产生一个换挡信号的时钟上升沿来触发同步计数器U1的CLK引脚使同步计数器U1的引脚Q0、引脚Q1输出从00到11计数，不断循环加1，所述同步计数器U1的引脚Q0和引脚Q1输出的信号经过译码器U2进行转换并从译码器U2的X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚输出，所述译码器U2从其X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚所输出的信号对应表示周期换挡按钮按下所选择的周期指示档位，所述译码器U2的X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚分别与第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4跨接，所述译码器U2的每一个引脚输出的信号驱动对应跨接的每一个继电器。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4的一组触点分别对应连接有第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4，所述第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4的另一组触点分别对应连接有电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，所述周期换挡按钮按下选择其中的第一周期指示档位时，该第一周期指示档位所对应的译码器U2的X0引脚会输出信号驱动对应的第一继电器K1动作，该第一继电器K1上的第一发光二极管LED1会被点亮以实现当前所选择的第一周期指示档位的显示，所述周期档位控制电路通过电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和指数电压产生电路电连接。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述指数电压产生电路包括积分器Uc、档位电阻R3、输出电阻R₁、积分电容C、比例放大器U0、反馈电阻R₂，所述档位电阻R₃和积分器Uc的反相输入端相连，所述输出电阻R1和积分器Uc的输出端相连，所述积分电容C的一端和积分器Uc的反相输入端相连，所述积分电容C的另一端和积分器Uc的输出端相连，所述积分器Uc的输出端通过输出电阻R₁和比例放大器U0电连接，所述反馈电阻R₂的一端和比例放大器U0的反相输入端相连，所述反馈电阻R₂的另一端和比例放大器U0的输出端相连，所述积分器Uc的输出经过比例放大器U0后又以负反馈的形式连接到积分器Uc的输入端使得积分器Uc的输出端产生一个指数电压。

根据本发明便携式倍增周期信号发生装置的一个实施方式，所述指数电压产生电路所产生的指数电压的指数倍增周期Td和对应档位需要的档位电阻R₃的关系为

其中，Td为指数倍增周期，R₃为档位电阻R₃的反馈电阻值，C为积分电容C的电容值，k为比例放大器U0的放大系数，R₁为输出电阻R₁的电阻值，R₂为反馈电阻R₂的电阻值。

相比于现有技术，本发明便携式倍增周期信号发生装置至少包含如下技术效果：

(1)本发明的信号发生装置包括信号发生本体和信号控制板，将信号控制板设于信号发生本体的前端，在信号发生本体内置有倍增周期信号发生模块，本发明将倍增周期信号发生模块内置于信号发生本体内，节省了设备的占用空间，也不需要采用人机交互的显示屏，简化了设备，方便信号发生装置的携带，具有体积小，重量轻的特点。

(2)本发明的倍增周期信号发生模块包括周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路、电流周期产生电路，将周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路通过电连接，电流周期产生电路电连接于指数电压产生电路与脉冲周期产生电路之间，信号控制板与周期档位控制电路电连接，指数电压产生电路用于产生指数电压，所产生的指数电压经脉冲周期产生电路输出脉冲周期信号，指数电压经电流周期产生电路输出指数电流，在信号控制板上设有周期换挡按钮和若干个周期指示档位，每个周期指示档位相互间隔分布于周期换挡按钮的上方，周期档位控制电路与周期换挡按钮及周期指示档位电连接，每次按下周期换挡按钮，周期档位控制电路控制周期指示档位进行显示，指数电压产生电路产生对应所显示周期指示档位的指数电压，本发明只需要通过纯硬件的电路实现便可以实现脉冲周期信号的产生，避免了软件设计可能引入的错误，提高信号发生装置测试的可靠性，通过精简设计、不需要使用昂贵复杂的微处理器芯片、显示屏等元器件、极大地降低了设备成本、提高了经济性。

(3)本发明的脉冲周期产生电路包括V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路，V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路依次电连接，通过V/F转换电路将输入的电压信号转换成脉冲信号，通过单稳态电路可以将V/F转换电路输出的脉冲信号转化成脉冲宽度恒定的信号，从而模拟探测器输出脉冲信号的脉宽，再通过衰减电路对输出的脉冲信号幅值进行缩小，不仅产生了脉冲周期信号，还对产生的脉冲周期信号进行处理，进一步模拟出探测器实际输出的脉冲信号，从而满足对堆外核测量仪表系统中倍增周期计算功能的测试验证需求，同时也提高了工程现场快速测试的响应能力。

附图说明

以下结合附图和实施例，对本发明便携式倍增周期信号发生装置及其技术效果进行详细说明，其中：

图1是本发明便携式倍增周期信号发生装置的结构示意图；

图2是本发明便携式倍增周期信号发生装置中，信号控制板的周期指示档位的数值显示图；

图3是本发明便携式倍增周期信号发生装置中，电源电路模块和倍增周期信号发生电路模块的电路模块图；

图4是本发明便携式倍增周期信号发生装置中，周期档位控制电路的原理图；

图5是本发明便携式倍增周期信号发生装置中，指数电压产生电路的原理图；

图6是本发明便携式倍增周期信号发生装置中，脉冲周期产生电路的原理图；

图7是本发明便携式倍增周期信号发生装置中，电流周期产生电路的原理图。

图中，信号发生本体1、信号控制板2、周期换挡按钮21、第一周期指示档位22、第二周期指示档位23、第三周期指示档位24、第四周期指示档位25、校验测试输出端26、启动复位按钮27。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1-2所示，本发明提供了一种便携式倍增周期信号发生装置，包括信号发生装置，该信号发生装置包括信号发生本体1和信号控制板2，将信号控制板2设于信号发生本体1的前端，在信号控制板2上设有周期换挡按钮21和四个周期指示档位，每个周期指示档位相互间隔分布于周期换挡按钮21的上方，在信号控制板2上还设置有校验测试输出端26和启动复位按钮27，本发明的信号发生装置采用封闭式的结构设计，该信号发生装置的外壳采用金属外壳，有利于屏蔽抗干扰，本发明将倍增周期信号发生模块内置于信号发生本体1内，节省了设备的占用空间，也不需要采用人机交互的显示屏，简化了设备，方便信号发生装置的携带，具有体积小，重量轻的特点。

如图3所示，本发明在信号发生本体1内置有电源电路模块和倍增周期信号发生模块，电源电路模块和倍增周期信号发生模块电连接，通过电源电路模块为倍增周期信号发生模块进行供电，本发明的电源电路模块采用DC-DC芯片，可以双输出稳压为±15V或±5V，具体实现时，本发明的DC-DC芯片接收12V的直流电压，通过DC-DC芯片转换成±15V的直流电压和±5V的直流电压，±15V的直流电压和±5V的直流电压为倍增周期信号发生电路模块进行供电。

如图3所示，本发明的倍增周期信号发生模块主要由周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路、电流周期产生电路组成，将周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路依次通过电连接，将电流周期产生电路电连接于指数电压产生电路与脉冲周期产生电路之间，将信号控制板与周期档位控制电路电连接，本发明的指数电压产生电路用于产生指数电压，所产生的指数电压经脉冲周期产生电路会输出脉冲周期信号，所产生的指数电压经电流周期产生电路输出指数电流，本发明的周期档位控制电路与周期换挡按钮21及周期指示档位电连接，当每次按下周期换挡按钮21，周期档位控制电路会控制该周期指示档位进行显示，指数电压产生电路产生对应所显示周期指示档位的指数电压，通过脉冲周期产生电路输出脉冲周期信号，指数电压产生电路所产生的指数电压流经电流周期产生电路，电流周期产生电路会输出指数电流，本发明只需要通过纯硬件的电路实现便可以实现脉冲周期信号的产生，避免了软件设计可能引入的错误，提高信号发生装置测试的可靠性，通过精简设计、不需要使用昂贵复杂的微处理器芯片、显示屏等元器件、极大地降低了设备成本、提高了经济性。

如图2所示，在信号控制板2上的周期指示档位设置有四个，分别是第一周期指示档位22、第二周期指示档位23、第三周期指示档位24、第四周期指示档位25，其中，第一周期指示档位22为10.5s，所述第二周期指示档位23为12.6s，所述第三周期指示档位24为44.0s，所述第四周期指示档位25为110.0s。

如图4所示，本发明的周期档位控制电路包括同步计数器U1、译码器U2、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4，该译码器U2为BCD译码器，本发明通过同步计数器U1的CLK引脚接收换挡信号的输入，该同步计数器U1的引脚Q0、引脚Q1分别与译码器U2的引脚A、引脚B电连接，每次按下周期换挡按钮21都会产生一个换挡信号的时钟上升沿，通过这个时钟上升沿来触发同步计数器U1的CLK引脚，使同步计数器U1的引脚Q0、引脚Q1输出信号并从00到11计数，不断循环加1，本发明同步计数器U1的引脚Q0和引脚Q1输出的信号经过译码器U2进行转换并从译码器U2的X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚输出，译码器U2从其X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚所输出的信号对应表示周期换挡按钮21按下所选择的周期指示档位，其中，译码器U2的X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚分别与第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4跨接，因此，译码器U2的每一个引脚输出的信号会驱动对应跨接的每一个继电器。

具体实现时，本发明的第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4的一组触点分别对应连接有第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4，而第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4的另一组触点分别对应连接有电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，当周期换挡按钮21按下，并选择其中的第一周期指示档位22时，该第一周期指示档位22所对应的译码器U2的X0引脚会输出信号驱动对应的第一继电器K1动作，该第一继电器K1上的第一发光二极管LED1会被点亮以实现当前所选择的第一周期指示档位22的显示；当周期换挡按钮21再按下，并选择其中的第二周期指示档位23时，该第二周期指示档位23所对应的译码器U2的X1引脚会输出信号驱动对应的第二继电器K2动作，该第二继电器K2上的第二发光二极管LED2会被点亮，从而实现周期换挡按钮21选择的第二周期指示档位23的显示。

具体实现时，本发明的周期档位控制电路通过连接在第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4上的电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8接入到指数电压产生电路，实现周期档位控制电路和指数电压产生电路的电连接。因此，当周期换挡按钮21按下时，正好对应四个周期指示档位其中的一个周期指示档位，该周期档位控制电路上的继电器会动作，则连接在这个继电器上的发光二极管会被点亮，从而实现该当周期指示档位的显示，连接在这个继电器上的电阻由于接入到指数电压产生电路中，所以会产生对应周期指示档位的指数电压。

本发明具体实现时，倍增周期信号发生模块还包括启动电路，启动电路和指数电压产生电路电连接，该启动电路用于控制启动复位按钮27，当按下启动复位按钮27，启动电路会控制指数电压产生电路工作。

如图5所示，该指数电压产生电路包括积分器Uc、档位电阻R₃、输出电阻R₁、积分电容C、比例放大器U0、反馈电阻R₂，所述档位电阻R₃和积分器Uc的反相输入端相连，输出电阻R1和积分器Uc的输出端相连，所述积分电容C的一端和积分器Uc的反相输入端相连，积分电容C的另一端和积分器Uc的输出端相连，该积分器Uc的输出端通过输出电阻R₁和比例放大器U0电连接，反馈电阻R₂的一端和比例放大器U0的反相输入端相连，反馈电阻R₂的另一端和比例放大器U0的输出端相连，积分器Uc的输出经过比例放大器U0后又以负反馈的形式连接到积分器Uc的输入端，使得积分器Uc的输出端能产生一个指数电压。

具体地，由图6可以得知，指数电压产生电路所产生的指数电压的具体周期是根据档位电阻R₃的反馈电阻值变化而确定的，其中，I_C为流经输出电阻R₁的电流，IR₂为流经反馈电阻R₂的电流，Uc为经过积分器Uc输出的电压，Td为指数倍增周期，R₃为档位电阻R₃的反馈电阻值，C为积分电容C的电容值，k为比例放大器U0的放大系数，R₁为输出电阻R₁的电阻值，R₂为反馈电阻R₂的电阻值:

Td为指数倍增周期，将信号发生装置设计的周期指示档位的值代入下式中，可以得出对应档位需要的反馈电阻值R₃为

同时，指数电压产生电路所产生的指数电压通过硬接线引出到信号控制板2的校验测试输出端26上，方便对信号发生装置组装完成后的功能进行自动校验。

本发明具体实现时，如图5所示，该脉冲周期产生电路包括V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路，所述V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路电连接，所述V/F转换电路将输入电压转换成脉冲信号，所述单稳态电路将V/F转换电路输出的脉冲信号转化成脉冲宽度恒定的信号以模拟探测器输出脉冲信号的脉宽，所述衰减电路对输出的脉冲信号幅值进行缩小。

本发明具体实现时，该V/F转换电路包括电压频率转化芯片U3、输入电阻R_IN、定时电容C_OS、逻辑电阻R₉、积分电容C_INT，其中，电压频率转化芯片U3的型号为AD650，所述电压频率转化芯片U3其-VIN引脚接输入电压,所述输入电阻R_IN和电压频率转化芯片U3的-VIN引脚电连接，定时电容C_OS的一端和电压频率转化芯片U3的C1引脚电连接，积分电容C_INT的一端和输入电阻R_IN电连接，积分电容C_INT的另一端接到电压频率转化芯片U3的V_out引脚，所述逻辑电阻R₉的一端和电压频率转化芯片U3的VGND引脚跨接，所述逻辑电阻R₉的另一端和电压频率转化芯片U3的F_out引脚电连接,V/F转换电路通过电压频率转化芯片U3的F_out引脚输出脉冲频率F_out，V/F转换电路输出的脉冲频率F_out为F_out＝V_IN/7.5·C_osR_IN，其中，C_OS为定时电容C_OS的电容值，R_IN为输入电阻R_IN的电阻值，V/F转换电路输出的脉冲频率F_out与输入电压VIN成正比。

本发明具体实现时，该单稳态电路包括单稳态多谐振荡器U4、外部电容Cext、外部电阻RP2，该单稳态多谐振荡器U4的型号为54LS123，将外部电阻RP2接在单稳态多谐振荡器U4的RCext引脚和Vcc引脚之间，将外部电容Cext接在单稳态多谐振荡器U4的Vcc引脚和Cext引脚之间，单稳态多谐振荡器U4的A引脚接地，单稳态多谐振荡器U4的B引脚和电压频率转化芯片U3的F_out引脚电连接，单稳态电路模拟探测器输出脉冲信号的脉宽是通过电压频率转化芯片U3的F_out引脚所输出的脉冲频率来触发单稳态多谐振荡器U4其B引脚的输入端实现的，由于探测器输出的脉冲信号为负脉冲，所以需要选择单稳态多谐振荡器U4上的反相输出引脚即

引脚作为输出，通过的单稳态多谐振荡器U4的

引脚输出脉冲信号，对脉冲信号的脉宽改变是通过调整单稳态电路中外部电容Cext的电容值与外部电阻RP2的电阻值实现。

本发明具体实现时，如图7所示，该电流周期产生电路包括电压跟随器U5、输入电阻R_Vin、输出电阻R_out、反馈电阻R_F，所述输入电阻R_Vin和电压跟随器U5的同相输入端相连，将反馈电阻R_F的一端和电压跟随器U5的反相输入端相连，将反馈电阻R_F的另一端和电压跟随器U5的输出端相连形成一个反馈回路，指数电压产生电路所产生的指数电压从电压跟随器U5的同相输入端输入，电压跟随器U5的输出端和输出电阻R_out相连，指数电压经过电压跟随器U5及其输出端处的输出电阻R_out后输出指数电流。

以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种便携式倍增周期信号发生装置，包括信号发生装置，其特征在于：所述信号发生装置包括信号发生本体和信号控制板，所述信号控制板设于信号发生本体的前端，所述信号发生本体内置有倍增周期信号发生模块，所述倍增周期信号发生模块包括周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路、电流周期产生电路，所述周期档位控制电路、指数电压产生电路、脉冲周期产生电路依次通过电连接，所述电流周期产生电路电连接于所述指数电压产生电路与所述脉冲周期产生电路之间，所述信号控制板与所述周期档位控制电路电连接，所述指数电压产生电路用于产生指数电压，所述指数电压经所述脉冲周期产生电路输出脉冲周期信号，所述指数电压经所述电流周期产生电路输出指数电流。

2.根据权利要求1所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述信号控制板上设有周期换挡按钮和若干个周期指示档位，每个周期指示档位相互间隔分布于周期换挡按钮的上方，所述周期档位控制电路与周期换挡按钮及周期指示档位电连接，所述周期换挡按钮每次按下以实现周期档位控制电路控制周期指示档位进行显示，所述指数电压产生电路产生对应所显示周期指示档位的指数电压。

3.根据权利要求1所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述脉冲周期产生电路包括V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路，所述V/F转换电路、单稳态电路、衰减电路电连接，所述V/F转换电路将输入电压转换成脉冲信号，所述单稳态电路将V/F转换电路输出的脉冲信号转化成脉冲宽度恒定的信号以模拟探测器输出脉冲信号的脉宽，所述衰减电路对输出的脉冲信号幅值进行缩小。

4.根据权利要求3所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述V/F转换电路包括电压频率转化芯片U3、输入电阻R_IN、定时电容C_OS、逻辑电阻R₉、积分电容C_INT，其中，所述电压频率转化芯片U3其-VIN引脚接输入电压,所述输入电阻R_IN和电压频率转化芯片U3的-VIN引脚电连接，所述定时电容C_OS的一端和电压频率转化芯片U3的C1引脚电连接，所述积分电容C_INT的一端和输入电阻R_IN电连接，所述积分电容C_INT的另一端接到电压频率转化芯片U3的Vout引脚，所述逻辑电阻R₉的一端和电压频率转化芯片U3的VGND引脚跨接，所述逻辑电阻R9的另一端和电压频率转化芯片U3的F_out引脚电连接,所述V/F转换电路通过电压频率转化芯片U3的F_out引脚输出脉冲频率F_out，所述V/F转换电路输出的脉冲频率F_out为F_out＝V_IN/7.5·C_osR_IN，其中，C_OS为定时电容C_OS的电容值，R_IN为输入电阻R_IN的电阻值，所述V/F转换电路输出的脉冲频率F_out与输入电压VIN成正比。

5.根据权利要求3所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述单稳态电路包括单稳态多谐振荡器U4、外部电容Cext、外部电阻RP2，所述外部电阻RP2接在单稳态多谐振荡器U4的RCext引脚和Vcc引脚之间，所述外部电容Cext接在单稳态多谐振荡器U4的Vcc引脚和Cext引脚之间，所述单稳态多谐振荡器U4的A引脚接地，所述单稳态多谐振荡器U4的B引脚和电压频率转化芯片U3的F_out引脚电连接，所述单稳态电路模拟探测器输出脉冲信号的脉宽是通过电压频率转化芯片U3的F_out引脚所输出的脉冲频率来触发单稳态多谐振荡器U4其B引脚的输入端并从单稳态多谐振荡器U4的

引脚输出，所述脉冲信号的脉宽改变是通过调整单稳态电路中外部电容Cext的电容值与外部电阻RP2的电阻值实现。

6.根据权利要求1所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述电流周期产生电路包括电压跟随器U5、输入电阻R_Vin、输出电阻R_out、反馈电阻R_F，所述输入电阻R_Vin和电压跟随器U5的同相输入端相连，所述反馈电阻R_F的一端和电压跟随器U5的反相输入端相连，所述反馈电阻R_F的另一端和电压跟随器U5的输出端相连形成一个反馈回路，所述指数电压产生电路所产生的指数电压从电压跟随器U5的同相输入端输入，所述电压跟随器U5的输出端和输出电阻R_out相连，所述指数电压经过电压跟随器U5及其输出端处的输出电阻R_out后输出指数电流。

7.根据权利要求2所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述若干个周期指示档位包括第一周期指示档位、第二周期指示档位、第三周期指示档位、第四周期指示档位，所述第一周期指示档位为10.5s，所述第二周期指示档位为12.6s，所述第三周期指示档位为44.0s，所述第四周期指示档位为110.0s。

8.根据权利要求1所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述周期档位控制电路包括同步计数器U1、译码器U2、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4，所述同步计数器U1的CLK引脚接收换挡信号的输入，所述同步计数器U1的引脚Q0、引脚Q1分别与译码器U2的引脚A、引脚B电连接，所述周期换挡按钮每次按下会产生一个换挡信号的时钟上升沿来触发同步计数器U1的CLK引脚使同步计数器U1的引脚Q0、引脚Q1输出从00到11计数，不断循环加1，所述同步计数器U1的引脚Q0和引脚Q1输出的信号经过译码器U2进行转换并从译码器U2的X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚输出，所述译码器U2从其X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚所输出的信号对应表示周期换挡按钮按下所选择的周期指示档位，所述译码器U2的X0引脚、X1引脚、X2引脚、X3引脚分别与第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4跨接，所述译码器U2的每一个引脚输出的信号驱动对应跨接的每一个继电器。

9.根据权利要求8所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4的一组触点分别对应连接有第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4，所述第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、第四继电器K4的另一组触点分别对应连接有电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，所述周期换挡按钮按下选择其中的第一周期指示档位时，该第一周期指示档位所对应的译码器U2的X0引脚会输出信号驱动对应的第一继电器K1动作，该第一继电器K1上的第一发光二极管LED1会被点亮以实现当前所选择的第一周期指示档位的显示，所述周期档位控制电路通过电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和指数电压产生电路电连接。

10.根据权利要求1所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述指数电压产生电路包括积分器Uc、档位电阻R₃、输出电阻R₁、积分电容C、比例放大器U0、反馈电阻R₂，所述档位电阻R₃和积分器Uc的反相输入端相连，所述输出电阻R1和积分器Uc的输出端相连，所述积分电容C的一端和积分器Uc的反相输入端相连，所述积分电容C的另一端和积分器Uc的输出端相连，所述积分器Uc的输出端通过输出电阻R₁和比例放大器U0电连接，所述反馈电阻R₂的一端和比例放大器U0的反相输入端相连，所述反馈电阻R₂的另一端和比例放大器U0的输出端相连，所述积分器Uc的输出经过比例放大器U0后又以负反馈的形式连接到积分器Uc的输入端使得积分器Uc的输出端产生一个指数电压。

11.根据权利要求10所述的便携式倍增周期信号发生装置，其特征在于：所述指数电压产生电路所产生的指数电压的指数倍增周期Td和对应档位需要的档位电阻R₃的关系为

其中，Td为指数倍增周期，R₃为档位电阻R₃的反馈电阻值，C为积分电容C的电容值，k为比例放大器U0的放大系数，R₁为输出电阻R₁的电阻值，R₂为反馈电阻R₂的电阻值。

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