CN212850559U - 一种井下无线短传fsk接收混频电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种井下无线短传FSK接收混频电路，其采用了直接耦合的高增益单片中频放大器，降低了模块的成本和复杂度；采用了输入单谐振滤波模块和输出单谐振滤波模块，滤除输入信号的干扰和噪声，提高模块稳定性。其包括输入隔离直流模块、输入单谐振滤波模块、混频放大模块、滤波模块、输出单谐振滤波模块、输出隔离直流模块，所述混频放大模块具体包括混频放大器U1，所述混频放大器U1为直接耦合的高增益单片中频放大器，所述混频放大器包括输入端、可控增益输入端、输出端，混频放大器输入负端和输出负端均通过独立电容交流接地构成单端输入、单端输出放大电路，所述输入隔离直流模块的输入端连接有输入端口。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号传输的技术领域，具体为一种井下无线短传FSK接收混频电路。
背景技术
随着近钻头测井技术的发展，需要得到更多的近钻头数据，可以及时准确的获得钻头的信息，由于近钻头位置螺杆钻具不能通过电缆，因此需要一套性能良好的井下钻头无线通信模块，其用于将频率在几百kHZ的高频载波信号转换成MCU可以处理的低频信号，现有技术中的模块其结构复杂、且稳定性相对较差，故急需一种具备良好稳定性、且结构简单的模块。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种井下无线短传FSK接收混频电路，其采用了直接耦合的高增益单片中频放大器，降低了模块的成本和复杂度；采用了输入单谐振滤波模块和输出单谐振滤波模块，滤除输入信号的干扰和噪声，提高模块稳定性。
一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：其包括输入隔离直流模块、输入单谐振滤波模块、混频放大模块、滤波模块、输出单谐振滤波模块、输出隔离直流模块，所述混频放大模块具体包括混频放大器U1，所述混频放大器U1为直接耦合的高增益单片中频放大器，所述混频放大器包括输入端、可控增益输入端、输出端，混频放大器输入负端和输出负端均通过独立电容交流接地构成单端输入、单端输出放大电路，所述输入隔离直流模块的输入端连接有输入端口，所述输入隔离直流模块的输出端连接所述输入单谐振滤波模块的输入端；所述输入单谐振滤波模块的两个输出端分别连接所述混频放大器的正输入端、负输入端，所述混频放大器的两级输出端分别连接所述输出单谐振滤波模块的两级输入端，所述滤波单谐振滤波模块的输出端连接输出隔离直流模块的输入端，所述输出隔离直流模块的输出端连接输出接口，所述混频放大器还连接有滤波模块，所述混频放大器的可控增益输入端连接有本振信号，直流电源分别连接滤波模块、输出单谐振滤波模块。
其进一步特征在于：
所述混频放大模块具体包括混频放大器U1、电容C3、电容C7，所述混频放大器U1为直接耦合的高增益单片中频放大器，所述混频放大器U1的输入负端通过电容C3接地、构成单端输入模块，所述混频放大器U1的输出负端通过电容C7接地、构成单端输出模块，所述可控增益输入端通过电阻R1与本振信号模块相连接；
所述输入隔离直流模块具体包括电容C1，电容C1一端连接输入端口，电容C1的另一端与输入单谐振滤波模块的输入端相连，用于隔离输入直流信号；
所述输入单谐振滤波模块具体包括电容C2、电感L1，所述电容C2和电感L1的一端并联后的总线的两端分别连接输入隔离直流模块的输出端、所述混频放大模块的混频放大器的输入正端，所述电容C2的另一端接地，所述电感L1另一端连接到混频放大器的输入负端；
所述滤波模块具体包括电容C4、电感L2，电容C4和电感L2一端接到混频放大模块的电源正端，电感L2的另一端连接+5V电源供电端口，电容C4另一端接地，构成去耦滤波器减小输出级信号通过供电电源对输入级的寄生反馈；
所述输出单谐振滤波模块具体包括电容C5、电感L3，电容C5和电感L3 一端同时连接输出隔离直流模块的输入端，电容C5另一端接地，电感L3另一端通过分支线连接到混频放大模块的输出负端和+5V电源供电端口、用以滤除混频输出信号里的高低频信号；
所述输出隔离直流模块具体包括电容C6，电容C6一端连接到混频放大模块输出正端，电容C6的另一端连接输出端口。
采用本实用新型后，混频放大电路采用了直接耦合的高增益单片中频放大器，输入和输出负端通过电容交流接地构成单端输入、单端输出放大电路，放大电路的本振输入信号频率由输入信号频率与由接收无线信号和输出信号频率决定，高增益单片中频放大器的使用降低了电路的成本和复杂度；通过输入单谐振滤波模块，滤除输入信号的干扰和噪声，提高电路稳定性；采用了输出单谐振滤波模块，滤除输出信号中高频信号成分，提高输出精度；适用于井下恶劣环境下无线信号的接收；综上，其采用了直接耦合的高增益单片中频放大器，降低了模块的成本和复杂度；采用了输入单谐振滤波模块和输出单谐振滤波模块，滤除输入信号的干扰和噪声，提高模块稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意框图；
图2为本实用新型的具体实施例的结构示意连接简图；
图中序号所对应的名称如下：
输入隔离直流模块101、输入单谐振滤波模块102、混频放大模块103、滤波模块104、输出单谐振滤波模块105、输出隔离直流模块106。
具体实施方式
一种井下无线短传FSK接收混频电路，见图1和图2：其包括输入隔离直流模块101、输入单谐振滤波模块102、混频放大模块103、滤波模块104、输出单谐振滤波模块105、输出隔离直流模块106，混频放大模块103具体包括混频放大器U1，混频放大器U1为直接耦合的高增益单片中频放大器，混频放大器U1包括输入端、可控增益输入端、输出端，输入隔离直流模块的输入端连接有输入端口，输入隔离直流模块的输出端连接输入单谐振滤波模块的输入端；输入单谐振滤波模块的两个输出端分别连接混频放大器的正输入端、负输入端，混频放大器的两级输出端分别连接输出单谐振滤波模块的两级输入端，滤波单谐振滤波模块的输出端连接输出隔离直流模块的输入端，输出隔离直流模块的输出端连接输出接口，混频放大器还连接有滤波模块，混频放大器的可控增益输入端连接有本振信号，直流电源分别连接滤波模块、输出单谐振滤波模块。
如图1，为本专利中的一种井下无线短传FSK接收混频电路的结构图，其包括：输入隔离直流模块101、输入单谐振滤波模块102、混频放大模块103、滤波模块104、输出单谐振滤波模块105、输出隔离直流模块106。本申请实施例中，混频放大模块103采用了直接耦合的高增益单片中频放大器，降低了模块的成本和复杂度；采用了输入单谐振滤波模块102，滤除输入信号的干扰和噪声，提高模块稳定性；采用了输出单谐振滤波模块105，滤除输出信号中高频信号成分，提高输出精度；适用于井下恶劣环境下无线信号的接收。
具体实施例，如图2，其包括：输入隔离直流模块201、输入单谐振滤波模块202、混频放大模块203、滤波模块204、输出单谐振滤波模块205、输出隔离直流模块206。
混频放大模块具体包括混频放大器U1、电容C3、电容C7，混频放大器U1 为直接耦合的高增益单片中频放大器，混频放大器U1的输入负端通过电容C3 接地、构成单端输入电路，混频放大器U1的输出负端通过电容C7接地、构成单端输出电路，可控增益输入端通过电阻R1与本振信号模块相连接；混频放大模块采用了直接耦合的高增益单片中频放大器，型号为MC1590G,进行混频放大，输入和输出负端通过电容交流接地构成单端输入、单端输出放大模块，放大模块的本振输入信号频率由输入信号频率与由接收无线信号和输出信号频率决定。
输入隔离直流模块包括电容C1，电容C1一端连接输入端口，电容C1的另一端与输入单谐振滤波模块的输入端相连，用于隔离输入直流信号；输入隔离直流模块采用了一个电容实现，用来滤除输入信号中的直流信号。
输入单谐振滤波模块具体包括电容C2、电感L1，电容C2和电感L1的一端并联后的总线的两端分别连接输入隔离直流模块的输出端、混频放大模块的混频放大器的输入正端，电容C2的另一端接地，电感L1另一端连接到混频放大器的输入负端；电感L1和电容C2是混频放大模块的输入滤波模块，其中电感L1采用高频高Q值电感，主要通过调节电容C2微调，来实现输入信号选频。
滤波模块具体包括电容C4、电感L2，电容C4和电感L2一端接到混频放大模块的电源正端，电感L2的另一端连接+5V电源供电端口，电容C4另一端接地，构成去耦滤波器减小输出级信号通过供电电源对输入级的寄生反馈；
输出单谐振滤波模块具体包括电容C5、电感L3，电容C5和电感L3一端同时连接输出隔离直流模块的输入端，电容C5另一端接地，电感L3另一端通过分支线连接到混频放大模块的输出负端和+5V电源供电端口、用以滤除混频输出信号里的高低频信号；电感L3和电容C5是混频放大模块的输出滤波模块，其中电感L3采用高频高Q值电感，主要通过调节电容C2微调，来实现输出信号选频。
输出隔离直流模块具体包括电容C6，电容C6一端连接到混频放大模块输出正端，电容C6的另一端连接输出端口；输出隔离直流模块采用了一个电容实现，用来滤除输出信号中的直流信号。
本申请实施例中，通过反复调试实际电路中输入单谐振滤波电路网络中的数值，使得输入谐振频率在500-503KHZ，电感在90-110uH,电容在 0.8-1.2nF，可以有效滤除输入信号干扰和噪声，通过反复调试实际电路中输出单谐振滤波电路网络中的数值，使得输出谐振频率在2-5KHZ，电感在 90-110uH,电容在8-12nF，可以有效滤除输出信号干扰和噪声。
对本专利实施例中的一种井下无线短传FSK接收混频电路进行了设计制作、调试和实验测试，实验结果无线短传FSK接收混频模块输入频率为500 -503KHZ，输出频率为2-5KHZ。
本专利中应用了具体实施例对本专利的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利的方法及核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本专利的限制。
Claims (7)
1.一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：其包括输入隔离直流模块、输入单谐振滤波模块、混频放大模块、滤波模块、输出单谐振滤波模块、输出隔离直流模块，所述混频放大模块具体包括混频放大器U1，所述混频放大器U1为直接耦合的高增益单片中频放大器，所述混频放大器包括输入端、可控增益输入端、输出端，混频放大器输入负端和输出负端均通过独立电容交流接地构成单端输入、单端输出放大电路，所述输入隔离直流模块的输入端连接有输入端口，所述输入隔离直流模块的输出端连接所述输入单谐振滤波模块的输入端；所述输入单谐振滤波模块的两个输出端分别连接所述混频放大器的正输入端、负输入端，所述混频放大器的两级输出端分别连接所述输出单谐振滤波模块的两级输入端，所述滤波单谐振滤波模块的输出端连接输出隔离直流模块的输入端，所述输出隔离直流模块的输出端连接输出接口，所述混频放大器还连接有滤波模块，所述混频放大器的可控增益输入端连接有本振信号，直流电源分别连接滤波模块、输出单谐振滤波模块。
2.如权利要求1所述的一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：所述混频放大模块具体包括混频放大器U1、电容C3、电容C7，所述混频放大器U1为直接耦合的高增益单片中频放大器，所述混频放大器U1的输入负端通过电容C3接地、构成单端输入模块，所述混频放大器U1的输出负端通过电容C7接地、构成单端输出模块，所述可控增益输入端通过电阻R1与本振信号模块相连接。
3.如权利要求2所述的一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：所述输入隔离直流模块具体包括电容C1，电容C1一端连接输入端口，电容C1的另一端与输入单谐振滤波模块的输入端相连，用于隔离输入直流信号。
4.如权利要求2所述的一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：所述输入单谐振滤波模块具体包括电容C2、电感L1，所述电容C2和电感L1的一端并联后的总线的两端分别连接输入隔离直流模块的输出端、所述混频放大模块的混频放大器的输入正端，所述电容C2的另一端接地，所述电感L1另一端连接到混频放大器的输入负端。
5.如权利要求2所述的一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：所述滤波模块具体包括电容C4、电感L2，电容C4和电感L2一端接到混频放大模块的电源正端，电感L2的另一端连接+5V电源供电端口，电容C4另一端接地，构成去耦滤波器减小输出级信号通过供电电源对输入级的寄生反馈。
6.如权利要求2所述的一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：所述输出单谐振滤波模块具体包括电容C5、电感L3，电容C5和电感L3一端同时连接输出隔离直流模块的输入端，电容C5另一端接地，电感L3另一端通过分支线连接到混频放大模块的输出负端和+5V电源供电端口、用以滤除混频输出信号里的高低频信号。
7.如权利要求2所述的一种井下无线短传FSK接收混频电路，其特征在于：所述输出隔离直流模块具体包括电容C6，电容C6一端连接到混频放大模块输出正端，电容C6的另一端连接输出端口。
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| CN111726314A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-09-29 | 无锡量子感知技术有限公司 | 一种井下无线短传fsk接收混频电路 |
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