CN203224568U - 一种高精度信号相位差检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度信号相位差检测装置，其特征在于：包括主控模块，主控模块电连接有显示模块和计数器模块，计数器模块电连接有信号相位差运算模块，信号相位差运算模块电连接有双极性信号处理模块，双极性信号处理模块连接有若干合成单极性脉冲输出。本实用新型是检测TVLF煤矿探水雷达同步仪输出的双极性信号的质量，具有自动检测，操作方便简单，实用性极强，在同步仪出厂时批量质量检测和用户实地探测过程中，与传统示波器检测方法相比，效率高、精度高、操作简单、易于推广，发挥了无法替代的作用。
Description
技术领域
本实用新型属于信号相位差检测装置领域，具体地说，涉及一种高精度信号相位差检测装置。
背景技术
TVLF煤矿探水雷达同步仪是一款用来检测发射机和接收机之间同步工作的质量的仪器。接收机接收的是发射机断电后由地下地质体产生的纯二次场，这就要求接收机和发射机必须严格同步，且同步误差至少小于1μs，如此苛刻的同步精度正是瞬变电磁探测系统的关键技术之一。由于发射机与接收机在空间上是分离的，要想获得准确无误的探测数据，就需要保证发射机和接收机在探测期间，一直处于同步状态。判断两台同步仪质量的关键指标是：检测同步仪输出的双极性信号的相位差是否一直处于小于1μs的状态。传统的方法是用示波器观察，测量参数是否达标，但是在整个测试过程中，存在人为读数误差和测试效率严重低下的问题，无法满足公司的生产需要。另外，当探测仪器处于野外或者矿井下工作时，由于探测队或者矿工大多数不会使用示波器这类精密仪器。
针对以上这些情况，我们从操作简单，实用，探测高效的角度出发，设计了一款专用于检测TVLF煤矿探水雷达同步仪质量的装置
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种设计合理、能够测量两台同步仪输出双极性信号的相位差并且实用性非常好的高精度信号相位差检测装置。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种高精度信号相位差检测装置，其特征在于：包括主控模块，主控模块电连接有显示模块和计数器模块，计数器模块电连接有信号相位差运算模块，信号相位差运算模块电连接有双极性信号处理模块，双极性信号处理模块连接有若干合成单极性脉冲输出。
作为一种改进，所述主控模块连接有键盘模块。
作为一种改进，所述计数器模块连接有高精度时钟模块。
作为一种改进，所述主控模块包括STC12C5A60S2单片机和20MHz的高精度有源晶体振荡器。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型是检测TVLF煤矿探水雷达同步仪输出的双极性信号的质量，具有自动检测，操作方便简单，实用性极强，在同步仪出厂时批量质量检测和用户实地探测过程中，与传统示波器检测方法相比，效率高、精度高、操作简单、易于推广，发挥了无法替代的作用。
同时下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例中的结构框图；
图2为图1中计数器模块的原理框图；
图3为图1中双极性信号处理模块的原理框图；
图4为图1中信号相位差运算模块的原理框图；
图5为图1中控制模块的的原理框图。
具体实施方式
实施例：
如图1所示，一种高精度信号相位差检测装置，包括主控模块，主控模块电连接有显示模块和计数器模块，计数器模块电连接有信号相位差运算模块，信号相位差运算模块电连接有双极性信号处理模块，双极性信号处理模块连接有若干合成单极性脉冲输出。
在本实施例中，所述主控模块连接有键盘模块。所述计数器模块连接有高精度时钟模块，同时，所述主控模块包括STC12C5A60S2单片机和20MHz的高精度有源晶体振荡器。
以主控模块为整个系统的核心，同步仪输出的双极性脉冲信号接到本仪器的信号输入端，首先经过双极性信号处理模块，将双极性脉冲信号转化为单极脉冲信号，再输入到信号相位差运算模块，得到包含信号相位差信息的脉冲信号，再输入到计数器模块，从计数器模块数据口传送到主控制模块的信息就是一个信号相位差脉冲宽度的持续时间长度，主控模块把从计数器模块读取到的数据经过相关的算法的运算、处理、最终在显示模块上显示检测的结果相关的信息。
其中，键盘模块主要用来完成设置检测时间长度、检测同步仪的数量的选择，以及确认开始检测和结束检测的功能。
显示模块的数据总线接到主控模块，完成显示检测到的信号的相位差落在区间0-200μs、201-500μs、501-1000μs以及1μs以上的个数。根据四个区间的数据、利用统计学的原理、绘制整个检测过程中信号相位差的柱状图，根据这些信息判别同步仪质量的最终结果属于最佳、较好、一般、不合格中的一项。
高精度时钟模块主要由100MHZ的有源晶体振荡器组成，为高数计数器，即计数器模块提供精准的时钟信号。
如图2所示，计数器模块依次由四片74AC163高速计数器芯片级联构成， 其中第一片芯片的TC接到第二片芯片的CLK，第二片芯片的TC接到第三片芯片的CLK，第三片芯片的TC接到第四片芯片的CLK，第四片芯片的TC接到单片机的外部中断0引脚上。计数器清零输出接到单片机的P4.1，用于单片机给计数器发送清零信号。信号相位差脉冲端的信号由图4的信号输出端提供，计数器模块外接100MHz的时钟源，可以完成脉冲宽度最短10ns的信号相位差的检测，因为同步仪的输出信号相位差在10ns内的很少，所以完全可以满足同步仪信号相位差的检测要求。
如图3所示，双极性信号处理模块主要由两片6N139和74HC1G86组成，完成对一路输入的双极性信号转化为单极性信号。这样处理的目的是计数器模块能够处理的脉冲信号必须为单极性。本装置中总共有三路相同的双极性信号处理模块，因此输出分别为：合成单极性脉冲输出A、合成单极性脉冲输出B、合成单极性脉冲输出C。
如图4所示，信号相位差运算模块主要由74HC1G86组成，完成对输入的单极性信号，经过相关的运算电路，将两路单极性信号转化为一路脉冲信号，此信号中包含两路单极性信号的相位差的信息。
如图5所示，主控模块主要完成对从计数器模块采集到的数据进行处理，以用户设置的显示模式在显示模块上显示出来，主控模块主要由STC12C5A60S2单片机和20MHZ的高精度有源晶体振荡器组成，使单片机的指令周期提高到50ns，是传统的8051单片机速度的20倍，从而能够快速高效的完成处理任务。
本实用新型是检测TVLF煤矿探水雷达同步仪输出的双极性信号的质量，具有自动检测，操作方便简单，实用性极强，在同步仪出厂时批量质量检测和用户实地探测过程中，与传统示波器检测方法相比，效率高、精度高、操作简单、易于推广，发挥了无法替代的作用。
本实用新型不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或者相近似的技术方案，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种高精度信号相位差检测装置，其特征在于：包括主控模块，主控模块电连接有显示模块和计数器模块，计数器模块电连接有信号相位差运算模块，信号相位差运算模块电连接有双极性信号处理模块，双极性信号处理模块连接有若干合成单极性脉冲输出。
2.根据权利要求1中所述的高精度信号相位差检测装置，其特征在于：所述主控模块连接有键盘模块。
3.根据权利要求2中所述的高精度信号相位差检测装置，其特征在于：所述计数器模块连接有高精度时钟模块。
4.根据权利要求1、2或3中所述的高精度信号相位差检测装置，其特征在于：所述主控模块包括STC12C5A60S2单片机和20MHz的高精度有源晶体振荡器。
Priority Applications (1)
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| CN 201320245876 CN203224568U (zh) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | 一种高精度信号相位差检测装置 |
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| CN 201320245876 CN203224568U (zh) | 2013-05-09 | 2013-05-09 | 一种高精度信号相位差检测装置 |
Publications (1)
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| CN203224568U true CN203224568U (zh) | 2013-10-02 |
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| CN (1) | CN203224568U (zh) |
Cited By (1)
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| CN104391330A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-04 | 中国地质大学（北京） | 一种基于相关辨识技术的电法勘探系统 |
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2013
- 2013-05-09 CN CN 201320245876 patent/CN203224568U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN104391330A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-04 | 中国地质大学（北京） | 一种基于相关辨识技术的电法勘探系统 |
| CN104391330B (zh) * | 2014-12-01 | 2017-05-17 | 中国地质大学（北京） | 一种基于相关辨识技术的电法勘探系统 |
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