CN217240702U - 一种用于微信号检测及显示的无线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于微信号检测及显示的无线装置，包括传感器、第一滤波器、运算放大器、第一模数转换器、调制器、第二滤波器、功率放大器、发射天线，依次电连接的接收天线、低噪声放大器、第三滤波器、第四放大器、用解调器、第四滤波器、第二模数转换器、MCU和与MCU进行通讯的显示设备。本实用新型利用成熟的电子技术设计微弱信号无线传输产品，制造容易，成本低廉，采集效率高，监控方便，便于使用。

Description

一种用于微信号检测及显示的无线装置

技术领域

本实用新型涉及传输技术领域，具体涉及一种用于微信号检测及显示的无线装置。

背景技术

微弱信号的检测是为了提高输出信号的信噪比，检测被噪声淹没的微弱有用信号。隔离噪声源，降低传感器噪声。

常见的微弱信号有：

①生物学中细胞发光特性、光合作用、生物电；

②天文学中的星体光谱；

③化学反映中的物质生成过程；

④物理学中表面物理特性；

⑤光学中的拉曼光谱、光声光谱、脉冲瞬态光谱；

⑥微机电系统(MEMS)的微位移、微力、微电流、电压等；

一般微弱信号检测：一是降低传感器与放大器的固有噪声，尽量提高其信噪比；二是研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件(如锁相放大器)；三是利用微弱信号检测技术，通过各种手段提取信号，锁相放大器由于具有中心频率稳定，通频带窄，品质因数高等优点得到广泛应用。常用的模拟锁相放大器虽然速度快，但是参数稳定性和灵活性差，而且在与微处理器通信时需要转换电路；传统数字锁相放大器一般使用高速APDC对信号进行高速采样，然后使用比较复杂的算法进行锁相运算，这对微处理器的速度要求很高。

发明内容

本实用新型是为了解决微信号检测传输问题，提供一种用于微信号检测及显示的无线装置，首先通过传感器，采集微弱信号，然后通过滤波器、运算放大器，再通过调制器作模拟调制后经过滤波器通过功放至天线，接收机天线接收传感器的调制信号，通过低噪声放大器、滤波器、放大器，再通过解调器、滤波器、AD转化后传输至给MCU，通过MCU计算把微弱信号通过蓝牙传输给手机APP、存储到flash或通过LCD显示。

本实用新型提供一种用于微信号检测及显示的无线装置，包括依次电连接的用于采集微信号的传感器、用于滤波的第一滤波器、用于将微信号放大的运算放大器、用于将微信号转换为数字信号的第一模数转换器、用于将数字信号进行调制形成调制信号的调制器、用于滤波的第二滤波器、用于将调制信号放大的功率放大器、用于将调制信号辐射到空间的发射天线，依次电连接的用于接收调制信号的接收天线、用于将调制信号放大的低噪声放大器、用于滤波的第三滤波器、用于将调制信号放大的第四放大器、用于将调制信号解调成模拟信号的解调器、用于滤波的第四滤波器、用于将模拟信号转换为数字信号的第二模数转换器、MCU和用于与MCU进行通讯并进行显示的显示设备；

调制器为数字调制器，解调器为数字解调器，MCU包括处理器、寄存器和通讯模块。

本实用新型所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，作为优选方式，显示设备用于显示MCU输出的信号。

本实用新型所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，作为优选方式，显示设备包括手机或平板或LCD。

本实用新型所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，作为优选方式，通讯模块为无线通讯模块。

本实用新型所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，作为优选方式，无线通讯模块为蓝牙通讯模块或者WIFI通讯模块或者红外通讯模块。

本实用新型所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，作为优选方式，MCU用于存储信号。

有用的微弱信号的幅度相对于噪声更微弱，信噪比为10^(-2)或者更小，信号完全淹没在噪声之中。有用信号的绝对值很小，一般为uv、nV乃至pV量级的电压信号。

检测微弱信号的方法有：1.窄带滤波法2.同步累积法3.同步相干检测4.取样积分等方法。

本实用新型的原理为：首先通过传感器，采集微弱信号，然后通过滤波器进行滤波，再通过运算放大器后经过模数转换器作AD转化，在通过调制器作数字调制，再经过滤波器然后，通过功放至天线。

然后接收机天线接收传感器的调制信号。然后通过低噪声放大器，在经过滤波器。在经过放大器，通过解调器，进行数字解调，再经过滤波器。再作AD转化。给MCU，通过MCU计算把微弱信号通过蓝牙传输给手机APP、存储到flash或通过LCD显示。

本实用新型提出的新型锁相检测电路是模拟和数字处理方法的有机结合，这种电路将待测信号和参考信号相乘的结果通过高精度型ADC采样。采样率不高，因此对处理器的运算能力和速度要求不高，算法和电路更加简单。

具体过程如下：

①检测微弱信号：利用传感器将微弱信号的特征转化为电压，随时间的变化，传感器进行周期性的测量以实现周期信号的采样。

②微弱信号的滤波：滤波器同时采用同步累计法和窄带滤波法，利用快速傅里叶变换得到频谱图，通过对信号的累积消除随机的白噪声，并叠加突出周期信号，测得单个周期信号所处的位置进行滤波，得到周期信号的微弱信号。

③微弱信号的放大：运算放大器将周期性的微弱信号进行放大。该前置放大电路将微弱信号进行初级放大和阻抗匹配。

④模数转换：通过模数转换器将模拟信号转为数字信号。

⑤微弱信号的调制：调制器将数字信号在频域上通过积分器与正弦信号的频域卷积，使其在频域上获得更高的频率便于天线的发送。

⑥对调制后信号的滤波：滤波器通过带通滤波滤去放大后的杂波。

⑦对发送信号的功率放大：功放通过后级放大电路输出具有较高信噪比的待检测信号。

⑧天线对信号进行远距离传输:

⑨接收机接收远距离传输的信号：

⑩低噪声放大器、第三滤波器、第四放大器、解调器、第四滤波器、第二模数转换器和单片微型计算机对信号进行放大，滤波，解调等处理后进行模数转换器将信号转换为数字信号，传送到显示设备。

利用调频电路将所得电流信号的频率调制到高频，获得高频电流。

电路输出的信号以高频电流的形式传输至天线。将信号以无线电波的形式发射到自由空间中，接收天线接收到的自由空间波并将其转换为高频电流。

将接受天线所接收到的电流信号进行放大、滤波后，对信号解调，由于在频域上解调后，合成的信号要小于原信号，因此通过放大器将信号进行放大得到检测信号。通过数模转换器将模拟信号转换为数字信号，输送到MCU、flash、LED或蓝牙等。

微弱信号作为基带，对微弱信号仅进行调制，然后通过无线传输给接收机进行解调。

本实用新型具有以下优点：

(1)利用成熟的电子技术设计微弱信号无线传输产品，制造容易，成本低廉。

(2)采集效率高，监控方便，便于使用。

附图说明

图1为一种用于微信号检测及显示的无线装置信号采集部分示意图；

图2为一种用于微信号检测及显示的无线装置信号调制部分示意图。

附图标记：

1、传感器；2、第一滤波器；3、运算放大器；4、模数转换器；5、调制器；6、第二滤波器；7、功率放大器；8、发射天线；9、接收天线；10、低噪声放大器；11、第三滤波器；12、第四放大器；13、解调器；14、第四滤波器；15、第二模数转换器；16、MCU；17、显示设备。

具体实施方式

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。

实施例1

如图1-2所示，一种用于微信号检测及显示的无线装置，包括依次电连接的用于采集微信号的传感器1、用于滤波的第一滤波器2、用于将微信号放大的运算放大器3、用于将微信号转换为数字信号的第一模数转换器4、用于将数字信号进行调制形成调制信号的调制器5、用于滤波的第二滤波器6、用于将调制信号放大的功率放大器7、用于将调制信号辐射到空间的发射天线8，依次电连接的用于接收调制信号的接收天线9、用于将调制信号放大的低噪声放大器10、用于滤波的第三滤波器11、用于将调制信号放大的第四放大器12、用于将调制信号解调成模拟信号的解调器13、用于滤波的第四滤波器14、用于将模拟信号转换为数字信号的第二模数转换器15、MCU16和用于与MCU16进行通讯并进行显示的显示设备17；

调制器5为数字调制器，解调器13为数字解调器，MCU16包括处理器、寄存器和通讯模块。

实施例2

如图1-2所示，一种用于微信号检测及显示的无线装置，包括依次电连接的用于采集微信号的传感器1、用于滤波的第一滤波器2、用于将微信号放大的运算放大器3、用于将微信号转换为数字信号的第一模数转换器4、用于将数字信号进行调制形成调制信号的调制器5、用于滤波的第二滤波器6、用于将调制信号放大的功率放大器7、用于将调制信号辐射到空间的发射天线8，依次电连接的用于接收调制信号的接收天线9、用于将调制信号放大的低噪声放大器10、用于滤波的第三滤波器11、用于将调制信号放大的第四放大器12、用于将调制信号解调成模拟信号的解调器13、用于滤波的第四滤波器14、用于将模拟信号转换为数字信号的第二模数转换器15、MCU16和用于与MCU16进行通讯并进行显示的显示设备17；

调制器5为数字调制器，解调器13为数字解调器，MCU16包括处理器、寄存器和通讯模块；

显示设备17用于显示MCU16输出的信号；

显示设备17包括手机或平板或LCD；

通讯模块为无线通讯模块；

无线通讯模块为蓝牙通讯模块或者WIFI通讯模块或者红外通讯模块；MCU16用于存储信号。

运算放大器3放大约52dB；第一滤波器2、第二滤波器6、第三滤波器11和第四滤波器14主要采用凌力尔特公司的LTC1562型滤波器。设定参数为中心频率30kHz，通带4kHz，阻带20kHz，阻带衰减为40dB，第四放大器12主要采用AD797来进行设计，增益约为36dB；采用信号分析仪35670A进行测试。

测试：

输入频率为30kHz正弦连续信号，幅度为2μVpp，得到信号理论值为-123dB，放大后信号频谱幅度值约为-33dB，得到的系统增益约为90dB。

输入为脉宽10ms、幅度16μVpp、频率30kHz的正弦信号，理论值应为0.506V(放大90dB)。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于微信号检测及显示的无线装置，其特征在于：包括依次电连接的用于采集微信号的传感器(1)、用于滤波的第一滤波器(2)、用于将所述微信号放大的运算放大器(3)、用于将所述微信号转换为数字信号的第一模数转换器(4)、用于将所述数字信号进行调制形成调制信号的调制器(5)、用于滤波的第二滤波器(6)、用于将所述调制信号放大的功率放大器(7)和用于将所述调制信号辐射到空间的发射天线(8)，依次电连接的用于接收所述调制信号的接收天线(9)、用于将所述调制信号放大的低噪声放大器(10)、用于滤波的第三滤波器(11)、用于将所述调制信号放大的第四放大器(12)、用于将所述调制信号解调成模拟信号的解调器(13)、用于滤波的第四滤波器(14)、用于将所述模拟信号转换为数字信号的第二模数转换器(15)、MCU(16)和用于与所述MCU(16)进行通讯并进行显示的显示设备(17)；

所述调制器(5)为数字调制器，所述解调器(13)为数字解调器，所述MCU(16)包括处理器、寄存器和通讯模块。

2.根据权利要求1所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，其特征在于：所述显示设备(17)用于显示所述MCU(16)输出的信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，其特征在于：所述显示设备(17)包括手机或平板或LCD。

4.根据权利要求1所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，其特征在于：所述通讯模块为无线通讯模块。

5.根据权利要求4所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，其特征在于：所述无线通讯模块为蓝牙通讯模块或者WIFI通讯模块或者红外通讯模块。

6.根据权利要求1所述的一种用于微信号检测及显示的无线装置，其特征在于：所述MCU(16)用于存储信号。

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