CN201127016Y - 一种eas系统的发射功放电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种EAS系统的发射功放电路，推动EAS发射天线的谐振电路产生高压和高强度电流，降低发射端高电压噪声对低电压的干扰。其技术方案为：该发射功放电路包括：信源发生电路模块，产生该EAS系统的发射功放电路的源信号；浮地功放电路模块，对该源信号通过浮地供电放大使其达到能够推动天线的信号电压幅度和电流强度；第一隔离电路模块，连接在该浮地功放电路模块和该信源发生电路模块之间，使该浮地功放电路模块的地悬浮起来满足浮地供电的需要，并加以电气隔离；第二隔离电路模块，连接该EAS系统中的该发射功放电路的外部低压电路，减少该浮地功放电路模块的高压对该些外部低压电路的干扰和损坏。本实用新型应用于天线发射电路中。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子物品监视系统EAS的发射电路，尤其涉及一种应用于脉冲发射式声磁EAS(电子物品监视)系统中的发射功放电路。
背景技术
传统脉冲发射式声磁EAS系统，常常需要发射电路产生并向天线组的每个独立天线发射一组高压的脉冲序列来激活EAS标签的无源谐振装置。由于发射天线覆盖的距离要求很宽，最远可到2米以上，而EAS标签的无源谐振装置靠对天线产生的磁场产生感应谐振发出的回应信号又很弱，所以需要天线上能够产生高达数千伏的电压并且线圈流过的峰峰电流要达到16A，这样才能使得最远端的标签的无源谐振装置能够感应出足够的信号强度从而被天线端接收并被接收电路识别。天线上需要如此高的发射电压，通常业界采用天线线圈加谐振电容组成LC谐振电路，使得驱动电路输出的驱动电压能够通过LC谐振电路的升压效应倍压上去，但是天线上的数千伏谐振高压也需要驱动电路输出的驱动电压能够达到60v-80v的峰峰电压摆幅，再加上天线上峰值电流的要求(16A电流)从而对发射机的功放电路提出了极高的要求。
如此高压高电流大发射功率的功放电路，传统的发射电路一般采用比较复杂的分立元件来组成高压高功率的发射功放电路。但是由于分立元件数量众多，电路调试复杂，因而不仅制造成本高，而且使用寿命也大大受到影响。
传统的发射电路也有采用集成功放芯片来做声磁EAS系统的发射电路的，但是集成功放芯片一般有效输出功率较小，功率比较低，要满足天线需要的电压和高能量必须采用丙类也就是方波形式推动。这样尽管输出功率加强了，但是有害谐波也大了，在通过有关部分对于无线电发射系统的认证时候会相当困难，需要增加额外的发射电路的滤波电路，而且需要精心调整才能有效抑制方波形式推动带来的谐波危害，这样不仅生产成本大大增加了，而且生产调试的难度也影响了有效的生产率。
另外，由于EAS系统是一个收发合一系统，也就是单个报警门系统中既集成了发射电路也同时集成了接收电路这种形式，发射的天线上产生的高达数千伏的电压并且线圈流过的峰峰值16A的高强度电流都会对同一系统中靠的很近的脆弱的接收电路产生很大的危害。比如接收电路和高压电路共地连接，高压和高电流很容易烧毁或者击穿低压敏感的接收电路。另外，接受电路往往需要对EAS标签的无源谐振装置产生的微弱信号进行几万倍放大处理，这样只要发射电路上产生的高压信号只要稍微感应到接收电路，就会因为接收电路由于放大倍数太大导致全部通道阻塞。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种新颖有效的EAS系统的发射功放电路，以简单可行的方式能够即做到有效放大源信号是其达到能够推动EAS发射天线的谐振电路产生高达数千伏的电压和峰峰值16A的高强度电流，又能降低发射端高电压噪声对低电压的干扰和冲击，提高整机的信噪比和检测性能，也大大降低了故障损坏率和使用寿命。
本实用新型的技术方案为：本实用新型提供了一种EAS系统的发射功放电路，其特征在于，包括：
信源发生电路模块，产生该EAS系统的发射功放电路的源信号；
浮地功放电路模块，对该源信号通过浮地供电放大使其达到能够推动天线的信号电压幅度和电流强度；
第一隔离电路模块，连接在该浮地功放电路模块和该信源发生电路模块之间，使该浮地功放电路模块的地悬浮起来满足浮地供电的需要，并加以电气隔离；
第二隔离电路模块，连接该EAS系统中的该发射功放电路的外部低压电路，减少该浮地功放电路模块的高压对该些外部低压电路的干扰和损坏。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该第一隔离电路模块和第二隔离电路模块包括隔离耦合电压器和光耦器件。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该信源发生电路模块是方波信号发生电路。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该信源发生电路模块是是正弦波信号发生电路。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该正弦波信号发生电路包括：
DSP控制芯片，产生该源信号的控制信号；
第三隔离电路模块，连接该DSP控制芯片；
第一滤波电路，将滤波的谐振频率设置在该EAS系统发射的工作频率上。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该第三隔离电路模块包括隔离耦合电压器和光耦器件。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该正弦波信号发生电路的第一滤波电路后还包括运放电路，连接该第一滤波电路，将滤波成正弦波的信号缓冲后输出，进一步隔离信源发生电路模块和浮地放大电路模块。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该浮地功放电路模块包括：
由第一集成电路运放构成的电压放大级，该第一集成电路运放通过浮地供电结构以使该第一集成电路运放的输出超过其自身能够接收的额定最大电源电压范围。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该第一集成电路运放的正负电源分别通过两个二极管连接到浮地点上，该第一集成电路运放的正负电源的绝对电压范围在原来的额定最大电源电压基础上随着浮地点波动而拓宽。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该浮地功放电路模块还包括：
阻抗匹配电路，连接在该第一集成电路运放的输出端；
第二滤波电路，连接该阻抗匹配电路；
第二集成电路运放，输入端连接该滤波电路；
电流放大电路，连接该第二集成电路运放的输出端。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该阻抗匹配电路由电阻或缓冲运放构成。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该第二滤波电路是阻容滤波电路。
上述的EAS系统的发射功放电路，其中，该电流放大电路是两级电流放大电路，其中两级电路的功率器件可以是双极型三极管或MOS场效应管器件。
本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：
1.本实用新型揭示了一种以运放为主要放大电路，成本低，易于实现大批量生产的需要。
2.本实用新型利用浮地功放电路，对源信号通过浮地供电放大，使原本因为电源电压限制而不能满足要求的常用器件能够推动天线的信号达到电压幅度和电流强度。
3.此外，本实用新型通过隔离浮地放大电路，消除了以往传统放大电路对分立元件的参数配对的要求，即使不选用特殊配对的元件，也能输出低失真的高质量驱动信号，还不容易发生自激，从而降低生产工序，提高生产效率，并且增加可靠性，延长使用寿命
4.还通过采用正弦波作为源信号来减少有害谐波。因为更加有利于产品满足电磁辐射干扰的规范，更容易通过FCC等管理机构的电磁辐射干扰的认证。
5.本实用新型通过隔离电路来减少浮地功放电路的高压对电路中低压电路部分的干扰和损坏。因而大大提高了系统的模拟接收的信躁比，从而提高的系统的检测性能，达到更远的检测距离
附图说明
图1是本实用新型的EAS系统的发射功放电路的较佳实施例的原理图。
图2是本实用新型的EAS系统的发射功放电路的信源发生电路模块的较佳实施例的电路图。
图3是本实用新型的EAS系统的发射功放电路的浮地功放电路模块的较佳实施例的电路图
图4是本实用新型的EAS系统的发射功放电路的浮地功放电路模块的运放正端电源波形图
图5是本实用新型的EAS系统的发射功放电路的浮地功放电路模块的运放负端电源波形图
图6是本实用新型的EAS系统的发射功放电路的浮地功放电路模块的输出端波形图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
本实用新型揭示了一种应用于脉冲发射式的EAS系统的发射功放电路，图1示出了这一发射功放电路的一个较佳实施例的原理。请参见图1，发射功放电路10主要包括两大部分：信源发生电路模块1和浮地功放电路模块3。在信源发生电路模块1和浮地功放电路模块3之间连接第一隔离电路模块2，在浮地功放电路模块3和EAS系统的其他部分电路(亦即外部低压电路5)之间以及信源发生电路模块1和EAS系统的其他部分电路(亦即外部低压电路5)之间均连接第二隔离电路模块4。信源发生电路模块1在DSP控制芯片10(如图2所示)的控制下产生整个EAS系统的发射功放电路的源信号，源信号可以是方波信号，也可以是正弦波信号，较佳的是正弦波信号。亦即，信源发生电路模块1可以是一个方波信号发生电路，也可以是一个正弦波信号发生电路。图2示出了信源发生电路模块1是正弦波信号发生电路的电路图，请同时参见图2，DSP控制芯片10产生源信号的控制信号，经过光耦器件U130(亦即第三隔离电路模块)输入到一个传统的PI型滤波电路(这里是由C521和C520还有L44组成)，该滤波电路的谐振频率设置在EAS系统的发射功放电路的工作频率(即58KHz)上，然后通过一个运放U127A的缓冲放大后输出。
回到图1，第一隔离电路模块2可以是隔离耦合变压器，也可以是光耦器件。在图2中看出，本实施例的第一隔离电路模块2是一个隔离耦合变压器U129。源信号经过隔离耦合变压器U129传输至浮地功放电路模块3。同样地，第二隔离电路模块4和第三隔离模块(未图示)也可以是隔离耦合变压器或者光耦器件。第一隔离电路模块2使浮地功放电路模块3的地悬浮起来以满足浮地供电的需要，同时起到电气隔离的作用。而第二隔离模块4是减少浮地功放电路模块3的高压对EAS系统中的除发射功放电路10之外的外部低压电路5的干扰和损坏，同时也减少信源发生电路模块1对外部低压电路5的干扰。
图3示出了这一功放电路的浮地功放电路模块的较佳实施例的电路结构，由上一级信源发生电路产生的58Khz源信号通过一个隔离耦合变压器U129隔离输出到浮地功放电路的输入端并把功放的浮地同整个发射电路的系统的地悬浮起来。集成电路运放U132A的3脚是运放的同相输入脚，U132A的反相输入2脚接到U132A的输出1脚上，形成电压跟随。由于集成电路运放U132A是传统的集成运放电路，其输出摆幅最高是运放供电的正负电源电压，所以集成电路运放U132A通过电阻R636引入浮地点FG1，通过稳压二极管D91和D92连接到集成电路运放U132A的正负电源端V+和V-，使得集成电路运放U132A在放大正弦波输入信号时候能够动态的调高中点电压(即浮地电压)，使得输出的摆幅能够超过运放的极限承受的正负电压范围(即图4、图5所示的U132A的正负电源端波形)，从而使集成电路运放U132A完成对信号的大幅度放大，达到EAS系统发射的功放所需要的电压放大幅度。功放的最后输出FG2也是浮地点之一，连接到功放的浮地输入的一端，即隔离变压器U129的一端，并且连接到U132A的浮地供电引入点FG1。
通过集成电路运放U132A完成浮地电压放大后的信号通过阻抗匹配电路，可以由电阻构成也可以由缓冲运放构成，电阻R630和电容C531组成的RC滤波电路，再通过集成电路运放U132B的缓冲电路后传输至推动级三极管Q11和Q12再推动功率级MOS场效应管Q10和Q13组成的两级电流放大电路，最后完成从低电平的源信号(TTL电平)到大摆幅(60v-80v峰峰电压)大电流(16A峰值电流)的大功率驱动信号，然后通过天线的LC谐振电路产生天线线圈的高达数千伏的电压并且线圈流过的峰峰值16A的电流的强功率驱动信号。这个信号电压幅度一般在峰峰值60v-80v左右(即图6所示的信号波形)，大大超过一般的集成运放电路所能够承受的额定最大电源电压(一般±15V左右)。
应理解，本实用新型的发明点主要有三：(1)集成电路运放采用浮地供电以使源信号放大到能推动天线的信号电压幅度和电流强度；(2)采用如光耦、隔离耦合电压器等隔离器件来减小功放的高压对其他低压部件的干扰和损坏；(3)采用正弦波信号作为源信号，减少有害谐波。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本实用新型的，本领域普通技术人员可在不脱离本实用新型的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (13)
1. 一种EAS系统的发射功放电路，其特征在于，包括：
信源发生电路模块，产生该EAS系统的发射功放电路的源信号；
浮地功放电路模块，对该源信号通过浮地供电放大使其达到能够推动天线的信号电压幅度和电流强度；
第一隔离电路模块，连接在该浮地功放电路模块和该信源发生电路模块之间，使该浮地功放电路模块的地悬浮起来满足浮地供电的需要，并加以电气隔离；
第二隔离电路模块，连接该EAS系统中的该发射功放电路的外部低压电路，减少该浮地功放电路模块的高压对该些外部低压电路的干扰和损坏。
2. 根据权利要求1所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该第一隔离电路模块和第二隔离电路模块包括隔离耦合电压器和光耦器件。
3. 根据权利要求2所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该信源发生电路模块是方波信号发生电路。
4. 根据权利要求2所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该信源发生电路模块是是正弦波信号发生电路。
5. 根据权利要求4所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该正弦波信号发生电路包括：
DSP控制芯片，产生该源信号的控制信号；
第三隔离电路模块，连接该DSP控制芯片；
第一滤波电路，将滤波的谐振频率设置在该EAS系统发射的工作频率上。
6. 根据权利要求5所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该第三隔离电路模块包括隔离耦合电压器和光耦器件。
7. 根据权利要求6所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该正弦波信号发生电路的第一滤波电路后还包括运放电路，连接该第一滤波电路，将滤波成正弦波的信号缓冲后输出，进一步隔离信源发生电路模块和浮地放大电路模块。
8. 根据权利要求1～7中任一项所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该浮地功放电路模块包括：
由第一集成电路运放构成的电压放大级，该第一集成电路运放通过浮地供电结构以使该第一集成电路运放的输出超过其自身能够接收的额定最大电源电压范围。
9. 根据权利要求8所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该第一集成电路运放的正负电源分别通过两个二极管连接到浮地点上，该第一集成电路运放的正负电源的绝对电压范围在原来的额定最大电源电压基础上随着浮地点波动而拓宽。
10. 根据权利要求8所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该浮地功放电路模块还包括：
阻抗匹配电路，连接在该第一集成电路运放的输出端；
第二滤波电路，连接该阻抗匹配电路；
第二集成电路运放，输入端连接该滤波电路；
电流放大电路，连接该第二集成电路运放的输出端。
11. 根据权利要求10所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该阻抗匹配电路由电阻或缓冲运放构成。
12. 根据权利要求10所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该第二滤波电路是阻容滤波电路。
13. 根据权利要求10所述的EAS系统的发射功放电路，其特征在于，该电流
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| CNU2007200746243U CN201127016Y (zh) | 2007-09-13 | 2007-09-13 | 一种eas系统的发射功放电路 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109596111A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-04-09 | 柳州铁道职业技术学院 | 一种用于传话的全站仪 |
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2007
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