CN209787290U - 一种执法仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及数据采集及处理技术领域，公开了提供一种抗干扰及剔除无用信号能力较强的执法仪，包括取样电路、第一放大单元、第二放大单元、比较器及控制器；取样电路用于获取识别信号，取样电路的输出端与第一放大单元及第二放大单元的输入端共同连接，用于接收取样电路输入的识别信号；第一放大单元的输出端耦接于比较器的反相输入端，第二放大单元的输出端耦接于比较器的同相输入端，并分别向比较器输入放大后的识别信号；比较器的输出端与控制器的输入端连接；识别信号与比较器内的基准信号进行比较，若识别信号大于或小于基准信号的阈值范围，则比较器向控制器输入低电平，低电平用于驱动控制器向取样电路输入消除误差信号。

Description

一种执法仪

技术领域

本实用新型涉及数据采集及处理技术领域，更具体地说，涉及一种执法仪。

背景技术

执法仪是警务人员等在执法过程中较常使用的仪器，通常用于采集数据(人脸或指纹识别等)。以往，人脸或指纹识别服务器可以进行两组数据的对比，通常是一组实时采集到的数据，和数据库里的标准数据比较，进行甄别。在人流密集的地方对人员进行数据采集时，需要人员正对摄像头或放置较长的时间在指纹采集器上，然后进行对比，使得效率较低。

因此，现有技术中提供了一种获取信息时间较短及处理信息效率较高的执法仪。然而，现有的执法仪在获取及处理数据的过程中，抗干扰及剔除无用信号的能力较弱，使得甄别的结果出现较大的误差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种抗干扰及剔除无用信号能力较强的执法仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种执法仪，包括取样电路、第一放大单元、第二放大单元、比较器及控制器；

所述取样电路的输入端与信号源输出端连接，用于获取识别信号，所述取样电路的输出端与所述第一放大单元及所述第二放大单元的输入端共同连接，用于接收所述取样电路输入的所述识别信号；

所述第一放大单元的输出端耦接于所述比较器的反相输入端，所述第二放大单元的输出端耦接于所述比较器的同相输入端，并分别向所述比较器输入放大后的所述识别信号；

所述比较器的输出端与所述控制器的输入端连接；

所述识别信号与所述比较器内的基准信号进行比较，若所述识别信号大于或小于所述基准信号的阈值范围，则所述比较器向所述控制器输入低电平，所述低电平用于驱动所述控制器向所述取样电路输入消除误差信号。

可选地，所述取样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一放大器；

所述第一电阻的一端与所述信号源输出端连接，所述第一电阻的另一端耦接于所述第一放大器的同相输入端；所述第二电阻及所述第三电阻的一端与所述第一放大器的反相输入端连接，所述第一放大器的输出端耦接于所述第三电阻的另一端，所述第二电阻的另一端与公共端连接。

可选地，所述取样电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻的一端及所述第一放大器的同相输入端共同连接，所述第一电容的另一端与公共端连接。

可选地，所述第一放大单元包括第二放大器、第三放大器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻及第十电阻；所述第四电阻的一端耦接于所述取样电路的输出端，所述第四电阻的另一端与所述第二放大器的反相输入端及所述第六电阻的一端共同连接；所述第二放大器的同相输入端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与公共端连接；所述第二放大器的输出端与所述第六电阻的另一端及所述第七电阻的一端共同连接；所述第七电阻的另一端与所述第三放大器的反相输入端及所述第九电阻的一端共同连接；所述第三放大器的同相输入端与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与公共端连接；所述第三放大器的输出端与所述第九电阻的另一端及所述第十电阻的一端共同连接，所述第十电阻的另一端耦接于所述比较器的反相输入端。

可选地，所述第二放大单元包括第四放大器、第五放大器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻及第十七电阻；所述第十一电阻的一端耦接于所述取样电路的输出端，所述第十一电阻的另一端与所述第四放大器的反相输入端及所述第十三电阻的一端共同连接；所述第四放大器的同相输入端与所述第十二电阻的一端连接，所述第十二电阻的另一端与公共端连接；所述第四放大器的输出端与所述第十三电阻的另一端及所述第十四电阻的一端共同连接；所述第十四电阻的另一端与所述第五放大器的反相输入端及所述第十六电阻的一端共同连接；所述第五放大器的同相输入端与所述第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端与公共端连接；所述第五放大器的输出端与所述第十六电阻的另一端及所述第十七电阻的一端共同连接，所述第十七电阻的另一端耦接于所述比较器的同相输入端。

可选地，包括第一二极管及第二二极管，所述第一二极管的正极与所述第一放大单元的输出端及所述比较器的反相输入端共同连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极及所述比较器的电源输入端共同连接；

所述第二二极管的正极与所述第二放大单元的输出端及所述比较器的同相输入端共同连接。

在本实用新型所述的执法仪中，包括取样电路、第一放大单元、第二放大单元、比较器及控制器；取样电路用于获取识别信号，取样电路的输出端与第一放大单元及第二放大单元的输入端共同连接，用于接收取样电路输入的识别信号；第一放大单元的输出端耦接于比较器的反相输入端，第二放大单元的输出端耦接于比较器的同相输入端，并分别向比较器输入放大后的识别信号；比较器的输出端与所述控制器的输入端连接；识别信号与比较器内的基准信号进行比较，若识别信号大于或小于基准信号的阈值范围，则比较器向控制器输入低电平，低电平用于驱动控制器向取样电路输入消除误差信号。与现有技术相比，在执法仪的电路中，通过放大器和比较器组成信号的获取与识别电路，可有效地消除取样电路引起的信号误差，可实现严格的同步取样和等间隔采样，进而提高电路的抗干扰及剔除无用信号的能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是执法仪的部分电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1是执法仪的部分电路图。如图1所示，执法仪的电路主要包括取样电路10、第一放大单元20、第二放大单元30、比较器U4及控制器IC1。具体地，取样电路10主要用于获取被检测对象数据信息，在本方案中使用识别信号代替被检测对象数据信息。采集数据参数通常使用摄像头或指纹收集器(即信号源)，其中，摄像头或指纹收集器采集的信号通常为模拟信号，由于系统(摄像头或指纹收集器)采集到的模拟信号是非常弱的电压信号，因此需要进行多级放大电路对模拟信号进行放大。

取样电路10的输入端IN连接到信号源(图中未示出)的输出端，用于获取信号源采集到的识别信号。

取样电路10主要包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一放大器U1。具体地，第一电阻R1为取样电阻，用于采取信号源输出的信号参数；第二电阻R2为平衡电阻，用于增加取样电路10的稳定性；第三电阻R3为反馈电阻，用于反馈第一放大器U1放大后的信号。

具体地，第一电阻R1的一端(对应于IN端)与信号源的输出端连接，用于获取电压或电流信号，第一电阻R1的另一端耦接于第一放大器U1的同相输入端(端口1)，并将获取的信号(识别信号)输入第一放大器U1。

第二电阻R2及第三电阻R3的一端与第一放大器U1的反相输入端(端口2)共同连接，第一放大器U1的输出端(端口3)耦接于第三电阻R3的另一端，第二电阻R2的另一端与公共端(GND)连接。

第一放大器U1将第一电阻R1输入的取样信号(识别信号)进一步放大后，分别输入第一放大单元20及第二放大单元30。

具体地，第一放大单元20包括第二放大器U21、第三放大器U22、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9及第十电阻R10。其中，第二放大器U21与第三放大器U22具有信号放大的作用，第四电阻R4及第七电阻R7为输入电阻，第六电阻R6及第九电阻R9为反馈电阻。

更具体地，第四电阻R4的一端耦接于第一放大器U1(属于取样电路10)的输出端(端口3)，第四电阻R4的另一端与第二放大器U21的反相输入端(端口2)及第六电阻R6的一端共同连接，第一放大器U1输出的一路取样信号(识别信号)经第四电阻R4输入第二放大器U21，由第二放大器U21进一步处理(消除频率干扰以及信号放大)。

第二放大器U21的同相输入端(端口1)与第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与公共端(GND)连接，通过第五电阻R5拉低同相输入端的电位，稳定第二放大器U21的同相输入端电位。

第二放大器U21的输出端(端口3)与第六电阻R6的另一端及第七电阻R7的一端共同连接。

第七电阻R7的另一端与第三放大器U22的反相输入端(端口2)及第九电阻R9的一端共同连接，在此，经第二放大器U21放大后的信号经第七电阻R7输入第三放大器U22，由第三放大器U22进行进一步的处理，以提高信号的精确度。

第三放大器U22的同相输入端(端口1)与第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端与公共端(GND)连接，其中，第八电阻R8的作用与第五电阻R5的作用相同，在此就不再赘述。

进一步地，第三放大器U22的输出端(端口3)与第九电阻R9的另一端及第十电阻R10的一端共同连接，第十电阻R10的另一端耦接于比较器U4的反相输入端(端口2)。

如上所述，取样信号经第一放大单元20进行放大后，经第十电阻R10输入比较器U4，与比较器U4内的基准信号进行比较。

此外，经取样电路10(其中的第一放大器U1)放大后的另一路取样信号，则输入第二放大单元30。

其中，第二放大单元30主要包括第四放大器U31、第五放大器U32、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16及第十七电阻R17。其中，第四放大器U31及第五放大器U32具有信号放大的作用，第十一电阻R11及第十四电阻R14为输入电阻，第十三电阻R13及第十六电阻R16为反馈电阻。

具体地，第十一电阻R11的一端耦接于第一放大器U1的输出端(端口3)，第十一电阻R11的另一端与第四放大器U31的反相输入端(端口6)及第十三电阻R13的一端共同连接，由此，第一放大器U1输出的另一路取样信号(识别信号)经第十一电阻R11输入第四放大器U31，由第四放大器U31进一步处理(消除频率干扰以及信号放大)。

第四放大器U31的同相输入端(端口5)与第十二电阻R12的一端连接，第十二电阻R12的另一端与公共端(GND)连接，其中，第十二电阻R12的作用与第五电阻R5相同，在此就不再赘述。

第四放大器U31的输出端(端口7)与第十三电阻R13的另一端及第十四电阻R14的一端共同连接，第十四电阻R14的另一端与第五放大器U32的反相输入端(端口6)及第十六电阻R16的一端共同连接，取样信号由第四放大器U31处理后，再经第十四电阻R14输入第五放大器U32。

第五放大器U32的同相输入端(端口5)与第十五电阻R15的一端连接，第十五电阻R15的另一端与公共端(GND)连接，其中，第十五电阻R15的作用与第五电阻R5相同，在此就不再赘述。

第五放大器U32的输出端(端口7)与第十六电阻R16的另一端及第十七电阻R17的一端共同连接，第十七电阻R17的另一端耦接于比较器U4的同相输入端(端口3)。

这样一来，取样信号由第二放大单元30进行放大后，经第十七电阻R17输入比较器U4，与比较器U4内的基准信号进行比较。

比较器U4能够对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序比较，比较器U4是将一个模拟信号与一个基准信号进行比较的器件。

具体地，比较器U4的反相输入端(端口2)与第三放大器U22(属于第一放大单元20)的输出端连接，比较器U4的同相输入端(端口3)耦接于第五放大器U32(属于第二放大单元30)的输出端连接。

第三放大器U22及第五放大器U32分别向比较器U4输入放大后的取样信号(识别信号)，识别信号与比较器U4内的基准信号进行比较，若识别信号在比较器U4的基准信号的阈值范围，则比较器U4向控制器IC1输出高电平；若识别信号大于或小于基准信号的阈值范围，则比较器U4向控制器IC1输出低电平。

控制器IC1为电路的核心部分，其用于处理、运算及输出指令。其中，控制器IC1的输入端与比较器U4的输出端连接，用于接收比较器U4输入的电平信号。控制器IC1具有片选信号端(CS端)，片选信号端与第一电阻R1的信号获取端(IN端的输入侧)连接。

当比较器U4输出的信号为高电平时，取样电路10所获取的取样信号(识别信号)经放大电路处理后，失真小且稳定性高，识别准确。

当比较器U4输出的信号为低电平时，低电平用于驱动控制器IC1向取样电路10输入消除误差信号，减少取样信号的严重失真、干扰严重且识别准确度低的问题，可有效地减少因取样电路引起的信号误差，可实现同步取样和等间隔采样，进而提高电路的抗干扰及剔除无用信号的能力。

在本实施方式中，为了提高电路的稳定性，可在电路中设置第一二极管D1及第二二极管D2。第一二极管D1及第二二极管D2的作用是防止电压过大而击穿比较器U4。

具体地，第一二极管D1的正极与第三放大器U22的输出端(属于第一放大单元20)及比较器U4的反相输入端(端口2)共同连接，第一二极管D1的负极与第二二极管D2的负极及比较器U4的电源输入端(端口7)共同连接；

第二二极管D2的正极与第五放大器U32的输出端(属于第二放大单元30)及比较器U4的同相输入端(端口3)共同连接。

在本实施方式中，为了提高取样电路的性能，可在取样电路10中设置第一电容C1。具体地，第一电容C1具有滤波及消除低频信号干扰的作用。第一电容C1的一端与第一电阻R1的一端及第一放大器U1的同相输入端(端口1)共同连接，第一电容C1的另一端与公共端(GND)连接。

进一步地，电路还包括第二电容C2、第十八电阻R18及第十九电阻R19。具体地，第二电容C2的一端耦接于比较器U4的电源输入端(端口7)，第二电容C2的另一端与公共端(GND)连接。

第十八电阻R18的一端与比较器U4的输出端(端口6)连接，第十八电阻R18的另一端与第十九电阻R19的一端及控制器IC1的输入端(XINT1端)共同连接，第十九电阻R19的另一端与公共端(GND)连接。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种执法仪，其特征在于，包括取样电路、第一放大单元、第二放大单元、比较器及控制器；

所述取样电路的输入端与信号源输出端连接，用于获取识别信号，所述取样电路的输出端与所述第一放大单元及所述第二放大单元的输入端共同连接，用于接收所述取样电路输入的所述识别信号；

所述第一放大单元的输出端耦接于所述比较器的反相输入端，所述第二放大单元的输出端耦接于所述比较器的同相输入端，并分别向所述比较器输入放大后的所述识别信号；

所述比较器的输出端与所述控制器的输入端连接；

所述识别信号与所述比较器内的基准信号进行比较，若所述识别信号大于或小于所述基准信号的阈值范围，则所述比较器向所述控制器输入低电平，所述低电平用于驱动所述控制器向所述取样电路输入消除误差信号。

2.根据权利要求1所述的执法仪，其特征在于，所述取样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一放大器；

所述第一电阻的一端与所述信号源输出端连接，所述第一电阻的另一端耦接于所述第一放大器的同相输入端；

所述第二电阻及所述第三电阻的一端与所述第一放大器的反相输入端共同连接，所述第一放大器的输出端耦接于所述第三电阻的另一端，所述第二电阻的另一端与公共端连接。

3.根据权利要求2所述的执法仪，其特征在于，所述取样电路还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述第一电阻的一端及所述第一放大器的同相输入端共同连接，所述第一电容的另一端与公共端连接。

4.根据权利要求1所述的执法仪，其特征在于，所述第一放大单元包括第二放大器、第三放大器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻及第十电阻；

所述第四电阻的一端耦接于所述取样电路的输出端，所述第四电阻的另一端与所述第二放大器的反相输入端及所述第六电阻的一端共同连接；

所述第二放大器的同相输入端与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与公共端连接；

所述第二放大器的输出端与所述第六电阻的另一端及所述第七电阻的一端共同连接；

所述第七电阻的另一端与所述第三放大器的反相输入端及所述第九电阻的一端共同连接；

所述第三放大器的同相输入端与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与公共端连接；

所述第三放大器的输出端与所述第九电阻的另一端及所述第十电阻的一端共同连接，所述第十电阻的另一端耦接于所述比较器的反相输入端。

5.根据权利要求1所述的执法仪，其特征在于，所述第二放大单元包括第四放大器、第五放大器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻及第十七电阻；

所述第十一电阻的一端耦接于所述取样电路的输出端，所述第十一电阻的另一端与所述第四放大器的反相输入端及所述第十三电阻的一端共同连接；

所述第四放大器的同相输入端与所述第十二电阻的一端连接，所述第十二电阻的另一端与公共端连接；

所述第四放大器的输出端与所述第十三电阻的另一端及所述第十四电阻的一端共同连接；

所述第十四电阻的另一端与所述第五放大器的反相输入端及所述第十六电阻的一端共同连接；

所述第五放大器的同相输入端与所述第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端与公共端连接；

所述第五放大器的输出端与所述第十六电阻的另一端及所述第十七电阻的一端共同连接，所述第十七电阻的另一端耦接于所述比较器的同相输入端。

6.根据权利要求1所述的执法仪，其特征在于，包括第一二极管及第二二极管，所述第一二极管的正极与所述第一放大单元的输出端及所述比较器的反相输入端共同连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极及所述比较器的电源输入端共同连接；

所述第二二极管的正极与所述第二放大单元的输出端及所述比较器的同相输入端共同连接。