CN207636178U - 一种声速测量仪的信号采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种声速测量仪的信号采集器，包括发射驱动电路和第一调理电路，信号采集器还包括第二调理电路、结构相同的两路差分驱动电路和双路高速AD电路，差分驱动电路具有输入端、正相输出端和反相输出端，第二调理电路的输入端和发射驱动电路的输出端连接，第二调理电路的输出端和一路差分驱动电路的输入端连接，第一调理电路的输出端和另一路差分驱动电路的输入端连接，两路差分驱动电路的正相输出端和反相输出端分别与双路高速AD电路的两路输入端一一对应连接，高速AD电路的两路输出端用于输出采集数据；优点是可以同时采集发射信号和接收信号，为后续信号处理器提供丰富的采样数据。

Description

一种声速测量仪的信号采集器

技术领域

本实用新型涉及一种信号采集模块，尤其是涉及一种声速测量仪的信号采集器。

背景技术

现有的声速测量仪通常包括发射换能器、接收换能器、信号采集器和数据处理器，接收换能器用于接收发射换能器发射的发射信号并生成接收信号，信号采集器包括发射驱动电路、调理电路和单通道AD电路，发射驱动电路用于驱动发射换能器产生发射信号，接收换能器通过调理电路与单通道AD电路连接，单通道AD电路与数据处理器连接，数据处理模块对接收的数据进行处理，得到声速。

但是，现有的声速测量仪中，没有考虑发射信号与接收信号之间存在内在联系，信号采集器中的单通道AD电路仅仅只能采集接收换能器处的接收信号，采样数据比较单一，以致后续信号处理器获取到采样数据比较单一，对后续处理精度造成不良影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以同时采集发射信号和接收信号的声速测量仪的信号采集器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种声速测量仪的信号采集器，包括发射驱动电路和第一调理电路，所述的发射驱动电路用于驱动发射换能器产生发射信号，所述的第一调理电路的输入端用于连接接收换能器，所述的信号采集器还包括第二调理电路、结构相同的两路差分驱动电路和双路高速AD电路，所述的差分驱动电路具有输入端、正相输出端和反相输出端，所述的第二调理电路的输入端和所述的发射驱动电路的输出端连接，所述的第二调理电路的输出端和一路所述的差分驱动电路的输入端连接，所述的第一调理电路的输出端和另一路所述的差分驱动电路的输入端连接，两路所述的差分驱动电路的正相输出端和反相输出端分别与所述的双路高速AD电路的两路输入端一一对应连接，所述的双路高速AD电路的两路输出端用于输出采集数据。

所述的发射驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、场效应管和第一接口，所述的第一接口具有四个pin脚；所述的第一电阻的一端接入24V电压，所述的第一电阻的另一端、所述的第二电阻的一端、所述的第一电容的一端、所述的第二电容的一端和所述的场效应管的漏极连接，所述的第二电阻的另一端和所述的第一电容的另一端分别接大地，所述的场效应管的栅极、所述的第三电阻的一端和所述的第四电阻的一端连接，所述的第三电阻的另一端为所述的发射驱动电路的使能端，用于接入使能信号，所述的场效应管的源极、所述的第四电阻的另一端、所述的第五电阻的一端和所述的第七电阻的一端均接大地，所述的第五电阻的另一端、所述的第七电阻的另一端和所述的第六电阻的一端均接数字地，所述的第二电容的另一端和所述的第一接口的第1个pin脚连接且其连接端为所述的发射驱动电路得输出端，所述的第六电阻的另一端和所述的第一接口的第2个pin脚和第3个pin脚连接，所述的第一接口用于连接所述的发射换能器。

所述的差分驱动电路包括型号为AD8138的运放芯片、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻；所述的第四电容的一端为所述的差分驱动电路的输入端，所述的第四电容的另一端和所述的第八电阻的一端连接，所述的第八电阻的另一端、所述的第九电阻的一端和所述的运放芯片的第8脚连接，所述的第九电阻的另一端、所述的第十电阻的一端和所述的运放芯片的第5脚连接，所述的第五电容的一端接大地，所述的第五电容的另一端和所述的第十一电阻的一端连接，所述的第十一电阻的另一端、所述的运放芯片的第1脚和所述的第十三电阻的一端连接，所述的第十三电阻的另一端、所述的第十四电阻的一端和所述的运放芯片的第4脚连接，所述的运放芯片的第2脚和所述的第十二电阻的一端连接，所述的运放芯片的第3脚和所述的第六电容的一端连接且其连接端接入5V电压，所述的第六电容的另一端和所述的第十二电阻的另一端均接大地，所述的运放芯片的第6脚和所述的第三电容的一端连接且其连接端接入-5V电压，所述的第三电容的另一端接大地，所述的第十电阻的另一端为所述的差分驱动电路的反相输出端，所述的第十四电阻的另一端为所述的差分驱动电路的正相输入端。

所述的第一调理电路包括第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容和型号为M33078的运放芯片；所述的第十五电阻的一端接大地，所述的第十九电阻的一端为所述的第一调理电路的输入端，所述的第十五电阻的另一端、所述的第十九电阻的另一端、所述的第八电容的一端和所述的第十电容的一端连接，所述的第八电容的另一端、所述的第十八电阻的一端、所述的第十一电容的一端和所述的运放芯片的第7脚连接，所述的第十电容的另一端、所述的第十八电阻的另一端和所述的运放芯片的第6脚连接，所述的运放芯片的第3脚、所述的运放芯片的第5脚、所述的第二十三电阻的一端、所述的第二十四电阻的一端和所述的第十二电容的一端连接，所述的第二十四电阻的另一端和所述的第十二电容的另一端均接大地，所述的第二十三电阻的另一端、所述的运放芯片的第8脚、所述的第十三电容的一端、所述的第十四电容的一端和所述的第二十五电阻的一端连接，所述的第二十五电阻的另一端接入5V电压，所述的第十一电容的另一端和所述的第二十一电阻的一端连接，所述的第二十一电阻的另一端、所述的第十六电阻的一端、所述的第九电容的一端和所述的第七电容的一端连接，所述的第十六电阻的另一端接大地，所述的第九电容的另一端、所述的第十七电阻的一端和所述的运放芯片的第2脚连接，所述的第七电容的另一端、所述的第十七电阻的另一端、所述的运放芯片的第1脚和所述的第二十电阻的一端连接，所述的第二十电阻的另一端和所述的第二十二电阻的一端连接且其连接端为所述的第一调理电路的输出端，所述的第十三电容的另一端、所述的第十四电容的另一端、所述的运放芯片的第4脚和所述的第二十二电阻的另一端分别接大地；所述的第二调理电路的结构与所述的第一调理电路相同。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过设置第二调理电路、结构相同的两路差分驱动电路和双路高速AD电路，差分驱动电路具有输入端、正相输出端和反相输出端，第二调理电路的输入端和发射驱动电路的输出端连接，第二调理电路的输出端和一路差分驱动电路的输入端连接，第一调理电路的输出端和另一路差分驱动电路的输入端连接，两路差分驱动电路的正相输出端和反相输出端分别与双路高速AD电路的两路输入端一一对应连接，双路高速AD电路的两路输出端用于输出采集数据，由此可以同时采集发射信号和接收信号，为后续信号处理器提供丰富的采样数据。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的发射驱动电路的电路图；

图3为本实用新型的差分驱动电路的电路图；

图4为本实用新型的第一调理电路的电路图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：如图1所示，一种声速测量仪的信号采集器，包括发射驱动电路和第一调理电路，发射驱动电路用于驱动发射换能器产生发射信号，第一调理电路的输入端用于连接接收换能器，信号采集器还包括第二调理电路、结构相同的两路差分驱动电路和双路高速AD电路，差分驱动电路具有输入端、正相输出端和反相输出端，第二调理电路的输入端和发射驱动电路的输出端连接，第二调理电路的输出端和一路差分驱动电路的输入端连接，第一调理电路的输出端和另一路差分驱动电路的输入端连接，两路差分驱动电路的正相输出端和反相输出端分别与双路高速AD电路的两路输入端一一对应连接，双路高速AD电路的两路输出端用于输出采集数据。

实施例二：如图1所示，一种声速测量仪的信号采集器，包括发射驱动电路和第一调理电路，发射驱动电路用于驱动发射换能器产生发射信号，第一调理电路的输入端用于连接接收换能器，信号采集器还包括第二调理电路、结构相同的两路差分驱动电路和双路高速AD电路，差分驱动电路具有输入端、正相输出端和反相输出端，第二调理电路的输入端和发射驱动电路的输出端连接，第二调理电路的输出端和一路差分驱动电路的输入端连接，第一调理电路的输出端和另一路差分驱动电路的输入端连接，两路差分驱动电路的正相输出端和反相输出端分别与双路高速AD电路的两路输入端一一对应连接，双路高速AD电路的两路输出端用于输出采集数据。

本实施例中，双路高速AD电路采用其技术领域的成熟的产品。

如图2所示，本实施例中，发射驱动电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、场效应管Q1和第一接口J1，第一接口J1具有四个pin脚；第一电阻R1的一端接入24V电压，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端、第一电容C1的一端、第二电容C2的一端和场效应管Q1的漏极连接，第二电阻R2的另一端和第一电容C1的另一端分别接大地，场效应管Q1的栅极、第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端连接，第三电阻R3的另一端为发射驱动电路的使能端，用于接入使能信号，场效应管Q1的源极、第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端和第七电阻R7的一端均接大地，第五电阻R5的另一端、第七电阻R7的另一端和第六电阻R6的一端均接数字地，第二电容C2的另一端和第一接口J1的第1个pin脚连接且其连接端为发射驱动电路得输出端，第六电阻R6的另一端和第一接口J1的第2个pin脚和第3个pin脚连接，第一接口J1用于连接发射换能器。

如图3所示，本实施例中，差分驱动电路包括型号为AD8138的运放芯片U1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第十四电阻R14；第四电容C4的一端为差分驱动电路的输入端，第四电容C4的另一端和第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端、第九电阻R9的一端和运放芯片U1的第8脚连接，第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的一端和运放芯片U1的第5脚连接，第五电容C5的一端接大地，第五电容C5的另一端和第十一电阻R11的一端连接，第十一电阻R11的另一端、运放芯片U1的第1脚和第十三电阻R13的一端连接，第十三电阻R13的另一端、第十四电阻R14的一端和运放芯片U1的第4脚连接，运放芯片U1的第2脚和第十二电阻R12的一端连接，运放芯片U1的第3脚和第六电容C6的一端连接且其连接端接入5V电压，第六电容C6的另一端和第十二电阻R12的另一端均接大地，运放芯片U1的第6脚和第三电容C3的一端连接且其连接端接入-5V电压，第三电容C3的另一端接大地，第十电阻R10的另一端为差分驱动电路的反相输出端，第十四电阻R14的另一端为差分驱动电路的正相输入端。

如图4所示，本实施例中，第一调理电路包括第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14和型号为M33078的运放芯片U2；第十五电阻R15的一端接大地，第十九电阻R19的一端为第一调理电路的输入端，第十五电阻R15的另一端、第十九电阻R19的另一端、第八电容C8的一端和第十电容C10的一端连接，第八电容C8的另一端、第十八电阻R18的一端、第十一电容C11的一端和运放芯片U2的第7脚连接，第十电容C10的另一端、第十八电阻R18的另一端和运放芯片U2的第6脚连接，运放芯片U2的第3脚、运放芯片U2的第5脚、第二十三电阻R23的一端、第二十四电阻R24的一端和第十二电容C12的一端连接，第二十四电阻R24的另一端和第十二电容C12的另一端均接大地，第二十三电阻R23的另一端、运放芯片U2的第8脚、第十三电容C13的一端、第十四电容C14的一端和第二十五电阻R25的一端连接，第二十五电阻R25的另一端接入5V电压，第十一电容C11的另一端和第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端、第十六电阻R16的一端、第九电容C9的一端和第七电容C7的一端连接，第十六电阻R16的另一端接大地，第九电容C9的另一端、第十七电阻R17的一端和运放芯片U2的第2脚连接，第七电容C7的另一端、第十七电阻R17的另一端、运放芯片U2的第1脚和第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端和第二十二电阻R22的一端连接且其连接端为第一调理电路的输出端，第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端、运放芯片U2的第4脚和第二十二电阻R22的另一端分别接大地；第二调理电路的结构与第一调理电路相同。

Claims (4)

1.一种声速测量仪的信号采集器，包括发射驱动电路和第一调理电路，所述的发射驱动电路用于驱动发射换能器产生发射信号，所述的第一调理电路的输入端用于连接接收换能器，其特征在于所述的信号采集器还包括第二调理电路、结构相同的两路差分驱动电路和双路高速AD电路，所述的差分驱动电路具有输入端、正相输出端和反相输出端，所述的第二调理电路的输入端和所述的发射驱动电路的输出端连接，所述的第二调理电路的输出端和一路所述的差分驱动电路的输入端连接，所述的第一调理电路的输出端和另一路所述的差分驱动电路的输入端连接，两路所述的差分驱动电路的正相输出端和反相输出端分别与所述的双路高速AD电路的两路输入端一一对应连接，所述的双路高速AD电路的两路输出端用于输出采集数据。

2.根据权利要求1所述的一种声速测量仪的信号采集器，其特征在于所述的发射驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、场效应管和第一接口，所述的第一接口具有四个pin脚；

所述的第一电阻的一端接入24V电压，所述的第一电阻的另一端、所述的第二电阻的一端、所述的第一电容的一端、所述的第二电容的一端和所述的场效应管的漏极连接，所述的第二电阻的另一端和所述的第一电容的另一端分别接大地，所述的场效应管的栅极、所述的第三电阻的一端和所述的第四电阻的一端连接，所述的第三电阻的另一端为所述的发射驱动电路的使能端，用于接入使能信号，所述的场效应管的源极、所述的第四电阻的另一端、所述的第五电阻的一端和所述的第七电阻的一端均接大地，所述的第五电阻的另一端、所述的第七电阻的另一端和所述的第六电阻的一端均接数字地，所述的第二电容的另一端和所述的第一接口的第1个pin脚连接且其连接端为所述的发射驱动电路得输出端，所述的第六电阻的另一端和所述的第一接口的第2个pin脚和第3个pin脚连接，所述的第一接口用于连接所述的发射换能器。

3.根据权利要求1所述的一种声速测量仪的信号采集器，其特征在于所述的差分驱动电路包括型号为AD8138的运放芯片、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻；

所述的第四电容的一端为所述的差分驱动电路的输入端，所述的第四电容的另一端和所述的第八电阻的一端连接，所述的第八电阻的另一端、所述的第九电阻的一端和所述的运放芯片的第8脚连接，所述的第九电阻的另一端、所述的第十电阻的一端和所述的运放芯片的第5脚连接，所述的第五电容的一端接大地，所述的第五电容的另一端和所述的第十一电阻的一端连接，所述的第十一电阻的另一端、所述的运放芯片的第1脚和所述的第十三电阻的一端连接，所述的第十三电阻的另一端、所述的第十四电阻的一端和所述的运放芯片的第4脚连接，所述的运放芯片的第2脚和所述的第十二电阻的一端连接，所述的运放芯片的第3脚和所述的第六电容的一端连接且其连接端接入5V电压，所述的第六电容的另一端和所述的第十二电阻的另一端均接大地，所述的运放芯片的第6脚和所述的第三电容的一端连接且其连接端接入-5V电压，所述的第三电容的另一端接大地，所述的第十电阻的另一端为所述的差分驱动电路的反相输出端，所述的第十四电阻的另一端为所述的差分驱动电路的正相输入端。

4.根据权利要求1所述的一种声速测量仪的信号采集器，其特征在于所述的第一调理电路包括第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容和型号为M33078的运放芯片；

所述的第十五电阻的一端接大地，所述的第十九电阻的一端为所述的第一调理电路的输入端，所述的第十五电阻的另一端、所述的第十九电阻的另一端、所述的第八电容的一端和所述的第十电容的一端连接，所述的第八电容的另一端、所述的第十八电阻的一端、所述的第十一电容的一端和所述的运放芯片的第7脚连接，所述的第十电容的另一端、所述的第十八电阻的另一端和所述的运放芯片的第6脚连接，所述的运放芯片的第3脚、所述的运放芯片的第5脚、所述的第二十三电阻的一端、所述的第二十四电阻的一端和所述的第十二电容的一端连接，所述的第二十四电阻的另一端和所述的第十二电容的另一端均接大地，所述的第二十三电阻的另一端、所述的运放芯片的第8脚、所述的第十三电容的一端、所述的第十四电容的一端和所述的第二十五电阻的一端连接，所述的第二十五电阻的另一端接入5V电压，所述的第十一电容的另一端和所述的第二十一电阻的一端连接，所述的第二十一电阻的另一端、所述的第十六电阻的一端、所述的第九电容的一端和所述的第七电容的一端连接，所述的第十六电阻的另一端接大地，所述的第九电容的另一端、所述的第十七电阻的一端和所述的运放芯片的第2脚连接，所述的第七电容的另一端、所述的第十七电阻的另一端、所述的运放芯片的第1脚和所述的第二十电阻的一端连接，所述的第二十电阻的另一端和所述的第二十二电阻的一端连接且其连接端为所述的第一调理电路的输出端，所述的第十三电容的另一端、所述的第十四电容的另一端、所述的运放芯片的第4脚和所述的第二十二电阻的另一端分别接大地；

所述的第二调理电路的结构与所述的第一调理电路相同。