專利名稱：一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與調(diào)理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻電磁波測(cè)試，具體涉及一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與 調(diào)理電路。
背景技術(shù)：
高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與調(diào)理電路主要由衰減模塊、選通模塊、放大-漢塊、混頻模塊和濾波模塊構(gòu)成，其中濾波;漠塊用于從混頻it塊輸出的高 頻和中頻信號(hào)中選取中頻信號(hào)，目前，濾波模塊一般采用有源帶通濾波器， 而有源帶通濾波器相頻特性較為敏感，容易受到信號(hào)幅度的影響，因此影響 高頻電磁波測(cè)井儀的測(cè)試精度。同時(shí)，如圖1所示，目前混頻才莫塊采用芯片 SST441構(gòu)建，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)由于其中電阻、電感等器件本身的精度誤 差，增益線性度以及相位線性度也會(huì)受到一定影響。另外，還有存在高頻電 磁波測(cè)井儀探頭互擾、接收信號(hào)微弱和輸入信號(hào)直接進(jìn)入放大時(shí)可能會(huì)超過 信號(hào)幅度范圍等問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是如何提供一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與 調(diào)理電路，能減少選取的中頻信號(hào)受到信號(hào)幅度的影響，進(jìn)一步能降低其中 混頻模塊復(fù)雜度、提高高頻電磁測(cè)試精度，進(jìn)一步能減少探頭互擾，進(jìn)一步 能增加其中放大模塊放大倍數(shù)，進(jìn)一步能避免刻度信號(hào)直接進(jìn)入放大時(shí)可能 會(huì)超過信號(hào)幅度范圍。本發(fā)明的上述技術(shù)問題這樣解決，提供一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與 調(diào)理電路，包括依次電連接的衰減模塊、選通模塊、放大模塊、混頻模塊和 濾波模塊，所述濾波采用有源低通濾波器。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述有源低通濾波器是反相型二階低通濾波器。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述混頻模塊采用集成乘法器。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述集成乘法器信號(hào)輸入端設(shè)置隔 直電容。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述放大模塊采用兩級(jí)差分放大電 路單元。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述差分放大電路單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC差分驅(qū)動(dòng)器。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述衰減模塊采用兩級(jí)差分衰減電 路單元。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述差分衰減電路單元包括ADC差 分驅(qū)動(dòng)器。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，所述ADC差分驅(qū)動(dòng)器采用芯片 AD8139。按照本發(fā)明提供的接收與調(diào)理電路，該電路內(nèi)置于高頻電磁波測(cè)井儀、 傳感器中傳感信號(hào)的調(diào)理或RF調(diào)制器的音視頻信號(hào)處理。本發(fā)明提供的一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與調(diào)理電路，采用低通濾波、 集成乘法器、兩級(jí)差分放大和兩級(jí)差分衰減，可以適用于具有多種高頻電磁 波測(cè)試儀器，該電路設(shè)計(jì)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，其功能實(shí)現(xiàn)更簡單、性能更穩(wěn)定、 信噪比和測(cè)量精度更高。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。 圖1是現(xiàn)有接收與調(diào)理電路中的混頻才莫塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是一種具體的本發(fā)明接收與調(diào)理電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2所示電路中的混頻模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖2所示電路中的放大模塊結(jié)構(gòu)示意圖；'圖5是圖2所示電路中的衰減模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖2所示電路中的濾波才莫塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出的一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與調(diào)理電路，可以適用于具 有多個(gè)接收探頭和多個(gè)頻率的陣列式高頻電磁波測(cè)井儀器中，該電路相對(duì)于 現(xiàn)有技術(shù)，功能實(shí)現(xiàn)更簡單、性能更穩(wěn)定、信噪比更高，下面以8個(gè)接收探 頭的雙頻率接收結(jié)構(gòu)儀器為例詳細(xì)闡述本發(fā)明該接收與調(diào)理電路，整體結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由衰減、選通、放大、 混頻以及濾波模塊組成，相比現(xiàn)有技術(shù)，其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有四處，具體如下一、混頻器采用集成乘法器電路，這樣可以保證大動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的增益線 性度和相位線性度，滿足儀器進(jìn)行相位差和幅度比的測(cè)量要求，還能簡化電 路結(jié)構(gòu)。具體如圖2所示，該混頻器的前端采用隔直電容，避免直流千擾。在X1、 X2處接入線圏輸入信號(hào)(或刻度信號(hào))，Yl、 Y2處接入直接數(shù)字式頻率合 成器DDS時(shí)鐘信號(hào)，通過對(duì)芯片外圍電路的搭建，有相應(yīng)的混頻公式 W=[(Xl-X2)(Yl-Y2)]/2。通過計(jì)算，式中， 為混頻后得到的信號(hào)，^為接收到的線圈輸入信號(hào)， 為DDS 時(shí)鐘本振信號(hào)，^為線圏輸入信號(hào)幅度，^為其信號(hào)頻率，4為DDS時(shí)鐘本 振信號(hào)幅度，Mv為其信號(hào)的頻率?？梢?，混頻后得到了^+^和^-v^兩個(gè)頻率的信號(hào)，通過一個(gè)中心頻率為vv-^的低通濾波器就可以得到此中頻信號(hào)，該中頻信號(hào)保留了高頻接收信號(hào)的幅度信息和相位信息。二、放大模塊采用兩級(jí)差分放大電路單元，在不失真的前提下對(duì)接收信 號(hào)進(jìn)行;故大，并有效抑制共才莫信號(hào)，同時(shí)抑制陣列探頭的互擾。具體如圖4所示，接收信號(hào)直接輸入到差分放大電路的輸入端，即可以 有效的抑制共模信號(hào)，又可以利用差分放大電路的高輸入阻抗抑制陣列探頭<formula>formula see original document page 5</formula>的互擾。接收信號(hào)屬于微弱信號(hào)的范疇，對(duì)共模信號(hào)抑制的要求很高。采用兩級(jí)差分放大電路，在不失真的前提下對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行^:大，并有效抑制共才莫信 號(hào)。由于接收信號(hào)比較微弱，而單級(jí)差分電路受外圍電阻的限制，并不能得 到所需的較高增益值，所以釆用兩級(jí)放大電路以滿足要求。AD8139的增益 4=^/^，故由圖4知，總體增益4=4,><42。即增益可以達(dá)到100以上，滿 足要求。三、 增加差分衰減模塊，刻度信號(hào)在選通前先輸入到衰減模塊的輸入端， 可以避免在后端差分放大時(shí)導(dǎo)致信號(hào)幅度過大，同時(shí)也有效地提高了每塊通 道板的一致性。具體如圖5所示，由于刻度信號(hào)的電壓幅度較大，直接進(jìn)入放大時(shí)會(huì)超 過信號(hào)幅度范圍，故采用差分衰減模塊。同樣采用AD8139來搭建衰減電路， 只是通過改變&與/ c數(shù)值來使增益4《o.oi 。四、 混頻信號(hào)后的反相型二階低通濾波器電路實(shí)現(xiàn)了在相位不受信號(hào)幅 度影響的前提下提取中頻信號(hào)?；祛l信號(hào)后的濾波器電路并沒有采用傳統(tǒng)的有源帶通濾波器，而是采用 有源低通濾波器。主要原因是，前者的相頻特性較為敏感，容易受到信號(hào)幅 度的影響；而后者的相頻特性穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了在相位不受信號(hào)幅度影響的前提 下提取中頻信號(hào)。此例確定R13-R19，R15以及截止頻率/h，根據(jù)公式^C22^-i 和^cv ,5 =1計(jì)算得出C22和C30。
權(quán)利要求
1、一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與調(diào)理電路，包括依次電連接的衰減模塊、選通模塊、放大模塊、混頻模塊和濾波模塊，其特征在于，所述濾波模塊采用有源低通濾波器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述有源低通 濾波器是反相型二階低通濾波器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述混頻模塊 采用集成乘法器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述集成乘法 器信號(hào)輸入端設(shè)置隔直電容。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述放大模塊 采用兩級(jí)差分放大電路單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述差分放大 電路單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換差分驅(qū)動(dòng)器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述衰減模塊 采用兩級(jí)差分衰減電路單元。
8、 根據(jù)權(quán)利要求8所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述差分衰減 電路單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換差分驅(qū)動(dòng)器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6或8所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換差分驅(qū)動(dòng)器采用芯片AD8139。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一項(xiàng)所述接收與調(diào)理電路，其特征在于，該電 路內(nèi)置于高頻電磁波測(cè)井儀、傳感器中傳感信號(hào)的調(diào)理或RF調(diào)制器的音視頻 信號(hào)處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高頻電磁波測(cè)試信號(hào)接收與調(diào)理電路，包括依次電連接的衰減模塊、選通模塊、放大模塊、混頻模塊和采用有源低通濾波器的濾波模塊，進(jìn)一步采用集成乘法器、兩級(jí)差分放大和兩級(jí)差分衰減。這種信號(hào)接收與調(diào)理電路能適用于高頻電磁波測(cè)試儀器，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更簡單、性能更穩(wěn)定、信噪比和測(cè)量精度更高。
文檔編號(hào)G01R29/08GK101334433SQ20081011732
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者師奕兵, 雷 張, 李焱駿, 馬明學(xué) 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司