CN216013419U - 一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统 - Google Patents
一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216013419U CN216013419U CN202122633821.7U CN202122633821U CN216013419U CN 216013419 U CN216013419 U CN 216013419U CN 202122633821 U CN202122633821 U CN 202122633821U CN 216013419 U CN216013419 U CN 216013419U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- capacitor
- chip
- frequency mixing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本实用新型公开了一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，涉及多普勒流速快速测量技术领域，包含电源电路、发射电路、超声波换能器、接收电路、混频中放电路、正交混频滤波电路、A/D转换器、单片机和通信模块，所述发射电路包含驱动电路和匹配电路；所述接收电路包含接收匹配电路、LC选频放大电路、二极放大电路；其采用运算速度更快、内存容量更大的STM32H743单片机作为主控芯片，同时设计了将信号混频、正交与FIR低通滤波在硬件电路中实现的多普勒流速剖面仪，使测量精度显著提升，大大减少了的运算时间，提高了测量精度，同时减少了外扩SRAM，使电路更加简便，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及多普勒流速快速测量技术领域，尤其涉及一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统。
背景技术
传统的声学多普勒流速剖面仪在单片机内部进行正交变换、FIR滤波来获取多普勒频偏信号的实部和虚部，最后通过自相关算法计算出多普勒频偏，得出流速，由于正交变换和FIR滤波等均在软件中完成 ，因此数据处理的时间较长，并且硬件电路需要外扩SRAM，不便于电路设计，成本也较高。
传统的多普勒流速剖面测量仪将混频正交与低通滤波在软件中实现，存在测量时间长、精度不高等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，其采用运算速度更快、内存容量更大的STM32H743单片机作为主控芯片，同时设计了将信号混频、正交与FIR低通滤波在硬件电路中实现的多普勒流速剖面仪，大大减少了的运算时间，提高了测量精度。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，包含电源电路、发射电路、超声波换能器、接收电路、混频中放电路、正交混频滤波电路、A/D转换器、单片机和通信模块，所述发射电路包含驱动电路和匹配电路；所述接收电路包含接收匹配电路、LC选频放大电路、二极放大电路；其中，所述单片机依次经过驱动电路、匹配电路连接超声波换能器，所述超声波换能器依次经过接收匹配电路、LC选频放大电路、二极放大电路连接混频中放电路，所述混频中放电路依次经过正交混频滤波电路、A/D转换器连接单片机，所述单片机与通信模块连接，所述电源电路分别与发射电路、超声波换能器、接收电路、混频中放电路、正交混频滤波电路、A/D转换器、单片机和通信模块连接；
所述电源电路包含供电电路和供电转换电路，所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。
作为本实用新型一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统的进一步优选方
案，所述单片机的芯片型号为STM32H743。
作为本实用新型一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统的进一步优选方案，所述混频中放电路的芯片型号为SA637。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本实用新型一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，其采用运算速度更快、内存容量更大的STM32H743单片机作为主控芯片，同时设计了将信号混频、正交与FIR低通滤波在硬件电路中实现的多普勒流速剖面仪，使测量精度显著提升，大大减少了的运算时间，提高了测量精度，同时减少了外扩SRAM，使电路更加简便，节约成本；
2、本实用新型选用ESP8266作为主控芯片使用，另外作为通信模块应用时通过串口转WIFI将终端设备接入互联网进行数据传输，通信方式采用基础网拓扑结构，ESP8266是串口转无线模芯片，内部自带固件，用户操作简单，无需编写时序信号等；
3、本实用新型电源模块采用供电转换电路进行电源控制，其输出电压稳定，转换精度高。
附图说明
图1是本实用新型一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统的结构原理图；
图2是本实用新型供电转换电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，如图1所示，包含电源电路、发射电路、超声波换能器、接收电路、混频中放电路、正交混频滤波电路、A/D转换器、单片机和通信模块，
所述发射电路包含驱动电路和匹配电路；
所述接收电路包含接收匹配电路、LC选频放大电路、二极放大电路；
其中，所述单片机依次经过驱动电路、匹配电路连接超声波换能器，所述超声波换能器依次经过接收匹配电路、LC选频放大电路、二极放大电路连接混频中放电路，所述混频中放电路依次经过正交混频滤波电路、A/D转换器连接单片机，所述单片机与通信模块连接，所述电源电路分别与发射电路、超声波换能器、接收电路、混频中放电路、正交混频滤波电路、A/D转换器、单片机和通信模块连接。
工作原理如下：单片机驱动换能器向水中发射超声波，超声波遇到水中的小颗粒发生漫 反射，回波信号经接收匹配电路、LC选频放大电路、二级放大电路后，进入混频中放电路，中频混频器与本振信号混频得到中频信号，对中频信号进行选频放大、正交处理后，经过正交混频滤波电路后得到多普勒频偏，进入单片机完成信号采集处理。
经过LC选频放大和二级放大电路后进入到混频器电路，在混频器中与1.55MHZ本振信号参与混频，经过LC选频放大电路后得中频信号。
采用STM32H743型单片机，内部资源十分丰富，无需外扩SRAM，可简化电路，采用硬件正交与滤波电路，计算速度大大提高，硬件部分的核心设计包括混频中放电路、正交混频滤波电路，其中混频中放电路采用SA637芯片，正交混频滤波电路采用两路与中频信号同频的正交方波信号驱动DG444电子开关管，提取多普勒频偏信号的实部和虚部。
如图2所示，所述电源电路包含供电电路和供电转换电路，所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。本实用新型电源模块采用供电转换电路进行电源控制，其输出电压稳定，转换精度高。
优选的，所述混频中放电路芯片型号为SA637。
优选的，所述单片机的芯片型号为STM32H743。
本实用新型采用运算速度更快、内存容量更大的STM32H743单片机作为主控芯片，同时设计了将信号混频、正交与FIR低通滤波在硬件电路中实现的多普勒流速剖面仪，使测量精度显著提升，大大减少了的运算时间，提高了测量精度，同时减少了外扩SRAM，使电路更加简便，节约成本。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (3)
1.一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，其特征在于：包含电源电路、发射电路、超声波换能器、接收电路、混频中放电路、正交混频滤波电路、A/D转换器、单片机和通信模块，所述发射电路包含驱动电路和匹配电路；所述接收电路包含接收匹配电路、LC选频放大电路、二极放大电路；其中，所述单片机依次经过驱动电路、匹配电路连接超声波换能器，所述超声波换能器依次经过接收匹配电路、LC选频放大电路、二极放大电路连接混频中放电路，所述混频中放电路依次经过正交混频滤波电路、A/D转换器连接单片机，所述单片机与通信模块连接，所述电源电路分别与发射电路、超声波换能器、接收电路、混频中放电路、正交混频滤波电路、A/D转换器、单片机和通信模块连接；
所述电源电路包含供电电路和供电转换电路，所述供电转换电路包含DC12V电压输入端、第一二极管、第一电容、第二电容、LM2576S-5.0电源芯片、第二二极管、第一电感、第三电容、第一电压输出端、第一电压输入端、第四电容、TPS7A7001电源芯片、第一电阻、第二电阻、第五电容和第二电压输出端；所述DC12V电压输入端分别连接第一二极管的负极、第一电容的一端、第二电容的一端和LM2576S-5.0电源芯片的VIN端，第一二极管的另一端分别与第一电容的另一端、第二电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的EN端、LM2576S-5.0电源芯片的GND端、第二二极管的正极、第三电容的一端连接并接地；所述第二二极管的负极分别连接LM2576S-5.0电源芯片的VOUT端和第一电感的一端，第一电感的另一端分别与第三电容的另一端、LM2576S-5.0电源芯片的FB端、5V输出端连接；所述5V输入端分别与第四电容的一端、TPS7A7001电源芯片的EN端和TPS7A7001电源芯片的IN端，第四电容的另一端接地，TPS7A7001电源芯片的GND端与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端分别与第二电阻的一端和TPS7A7001电源芯片的FB端，第二电阻的另一端分别与第五电容的一端、TPS7A7001电源芯片的OUT端、3.3V输出端，所述第五电容的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，其特征在于：所述单片机的芯片型号为STM32H743。
3.根据权利要求1所述的一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统，其特征在于：所述混频中放电路的芯片型号为SA637。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122633821.7U CN216013419U (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122633821.7U CN216013419U (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216013419U true CN216013419U (zh) | 2022-03-11 |
Family
ID=80526631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202122633821.7U Active CN216013419U (zh) | 2021-11-01 | 2021-11-01 | 一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216013419U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115762087A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-07 | 浙江华章科技有限公司 | 一种造纸线的基础零部件的异常反馈管理系统 |
-
2021
- 2021-11-01 CN CN202122633821.7U patent/CN216013419U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115762087A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-03-07 | 浙江华章科技有限公司 | 一种造纸线的基础零部件的异常反馈管理系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN216013419U (zh) | 一种基于供电转换电路的声学多普勒流速快速测量系统 | |
| CN208110038U (zh) | 超声波成像装置及系统 | |
| CN103472377A (zh) | 基于振动检测的用于gis型式试验时局部放电点定位装置 | |
| CN203785781U (zh) | 一种手持式噪声测量装置 | |
| CN106595844A (zh) | 一种基于无线网的工业环境噪声监控系统 | |
| CN220040486U (zh) | 一种极低温环境下用超声波测风装置 | |
| CN216560649U (zh) | 一种声学多普勒流速快速测量系统 | |
| CN204810239U (zh) | 一种水下通信前置滤波电路 | |
| CN213637763U (zh) | 微型微波感应天线 | |
| CN107064938A (zh) | 一种低功耗声纳高度计 | |
| CN211296688U (zh) | 一种单路信号回波处理电路 | |
| CN111089645B (zh) | 一种低功耗单频水声信号检测和识别方法 | |
| CN113114200A (zh) | 一种具有功率监测的半桥谐振超声驱动电路 | |
| CN214066184U (zh) | 声学流速流量计 | |
| CN211263652U (zh) | 一种基于stm32单片机的线路负载及故障检测系统 | |
| CN215217706U (zh) | 一种超声波流量表测试平台的控制系统 | |
| CN210348778U (zh) | 一种力传感器采集信号的发送接收及监控装置 | |
| CN219353963U (zh) | 多普勒多胎心检测电路及装置 | |
| CN217985418U (zh) | 一种基于LoRa的无线数据采集设备 | |
| CN219164530U (zh) | 一种水声换能器小信号采集低噪声放大电路 | |
| CN111913170B (zh) | 信号发送装置 | |
| CN213688508U (zh) | 一种超声波流量计 | |
| CN202948136U (zh) | 一种声发射信号远程无线采集装置 | |
| CN107192443A (zh) | 一种cry2110噪声传感器 | |
| CN212229166U (zh) | 一种声基阵电路系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230725 Address after: 201600 Ground floor, No. 8, Lane 399, Zhenzhong Road, Xiaokunshan Town, Songjiang District, Shanghai Patentee after: Shanghai Maohua Electrical Technology Development Co.,Ltd. Address before: 510000 Room 606, No. 32, Shuixi Road, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong Patentee before: Guangzhou Youke Technology Service Co.,Ltd. |