專利名稱：一種基于調(diào)制雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振原理的微弱信號(hào)檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微弱信號(hào)檢測(cè)與處理領(lǐng)域，涉及一種基于調(diào)制雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振原理的微弱信號(hào)檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
基于隨機(jī)共振原理的檢測(cè)方法利用了噪聲，非線性系統(tǒng)和信號(hào)之間的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了背景噪聲能量向檢測(cè)信號(hào)能量的轉(zhuǎn)移，提高了輸出信噪比，對(duì)輸入信號(hào)起到了放大作用。但以絕熱近似理論為代表的各種近似理論研究表明，只有在小參數(shù)(信號(hào)的頻率、幅值、噪聲的強(qiáng)度都遠(yuǎn)小于I)條件下，利用隨機(jī)共振理論檢測(cè)微弱信號(hào)才有明顯的優(yōu)勢(shì)。然而在工程實(shí)際如機(jī)械故障中，更常見的是一些中低頻信號(hào)，因而如何將隨機(jī)共振原理應(yīng)用于中低頻信號(hào)的檢測(cè)成為工程應(yīng)用中的關(guān)鍵。利用信號(hào)調(diào)制原理將待測(cè)的周期信號(hào)和DDS芯片產(chǎn)生的掃頻信號(hào)混頻后加到非線性雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)隨機(jī)共振，實(shí)質(zhì)上是一種頻率上的遷移過程——使原本不符合絕熱近似理論為代表的各種近似理論的待檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化為符合條件的待檢測(cè)信號(hào)。并設(shè)計(jì)了基于這種方法的混頻隨機(jī)共振電路系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該電路系統(tǒng)可用于較高頻率微弱信號(hào)的檢測(cè)。所用朗之萬(Langevin)方程可以描述為:X (t)=ax (t)-bx (t).5 +Ac ο s wt+Γ (t)(I)式I中a汕均大于零，是決定勢(shì)阱的形狀參數(shù)，AfiOKdt是外加周期調(diào)制信號(hào)，其中A為信號(hào)幅值，ω是調(diào)制信號(hào)頻率，rft)代表高斯分布白噪聲，且滿足統(tǒng)計(jì)均值和自相關(guān)函數(shù)分別為: 「<r(t)>=04(2) 1<Γ( )Γ( +τ)>=2Βδ(τ)式中:D為噪聲強(qiáng)度， 是延遲時(shí)間δ是沖擊函數(shù)，則此非線性雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的勢(shì)函數(shù)為:!!⑷=-—χ2+ —S4(3).2 4式3代表一個(gè)由兩勢(shì)講和一勢(shì)魚組成的雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。這時(shí)，經(jīng)典的隨機(jī)共振原理就可以描述成一個(gè)過阻尼粒子在兩穩(wěn)態(tài)勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)的模型。在靜態(tài)條件下:A=D=0時(shí)，系統(tǒng)具有兩個(gè)相同勢(shì)阱和一個(gè)勢(shì)壘，阱底位于土，
勢(shì)魚高度為MJ=I2Mb。當(dāng)a=b=l時(shí)，阱底位于±^/^ = ±1，勢(shì)魚高度為AU=a2/4b=i/4。在無信號(hào)和噪聲輸入時(shí)，該系統(tǒng)的初始狀態(tài)決定了質(zhì)點(diǎn)處于兩個(gè)勢(shì)阱中的其中一個(gè)勢(shì)阱。當(dāng)有幅值A(chǔ)>0的信號(hào)輸入該系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)將不再處于平衡狀態(tài)，勢(shì)阱在信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，按照頻率發(fā)生周期傾斜運(yùn)動(dòng)。如果A〈 Ac (Ac=-s/4a3/27b ),質(zhì)點(diǎn)仍只能以相同的頻率在
某個(gè)勢(shì)阱內(nèi)進(jìn)行小范圍的周期運(yùn)動(dòng)。但是如果引入噪聲后，即使A〈 Ar，質(zhì)點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)從
原來的勢(shì)阱躍遷到另一個(gè)勢(shì)阱的現(xiàn)象，此時(shí)的系統(tǒng)輸出頻率等同于信號(hào)的頻率2irf ,以此頻率來回在兩勢(shì)阱中切換。如果A>0時(shí)，信號(hào)就可以給系統(tǒng)兩勢(shì)阱之間的切換引入周期變化量，從而可以使對(duì)噪聲引起的切換同步進(jìn)行，也就加強(qiáng)了系統(tǒng)輸出x(t)中的小周期分量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于調(diào)制雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振原理的微弱周期信號(hào)檢測(cè)電路。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:基于調(diào)制雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振原理的微弱信號(hào)檢測(cè)電路，包括控制模塊、顯示模塊、輸入模塊、信號(hào)發(fā)生模塊、參數(shù)通道選擇模塊和隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊。整個(gè)電路采用+15V、-15V以及+5V的直流電壓；控制模塊控制信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生控制信號(hào)并控制隨機(jī)共振系統(tǒng)參數(shù)選擇；顯示模塊顯示隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊內(nèi)調(diào)制信號(hào)的頻率、強(qiáng)度、系統(tǒng)檢測(cè)頻率掃描范圍、步進(jìn)值及選擇通道；信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，然后與待測(cè)信號(hào)混合后送入隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊；隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊包括四個(gè)子模塊，分別是積分運(yùn)算模塊、反向輸出模塊、乘法運(yùn)算模塊和雙通道參數(shù)調(diào)節(jié)模塊。其中乘法運(yùn)算模塊對(duì)輸入電壓Vl和調(diào)制信號(hào)電壓V2進(jìn)行一次乘法運(yùn)算后輸出Vca信號(hào)，比例放大模塊對(duì)輸入的Vca信號(hào)進(jìn)行10倍放大后送入積分運(yùn)算模塊，在經(jīng)過反向比例放大后輸出信號(hào)，此時(shí)分為兩路引出，一路經(jīng)過兩個(gè)乘法運(yùn)算模塊并比例放大，將\2信號(hào)進(jìn)行三次相乘得到Ve3信號(hào)，一路將Vc2信號(hào)經(jīng)過雙通道參數(shù)調(diào)整模塊得到將Ve4信號(hào)，最后由積分運(yùn)算模塊后的反向比例放大模塊得到輸出信號(hào)\2。本實(shí)用新型的有益效果:目前隨機(jī)共振的研究基本都處于仿真分析的階段，還沒有應(yīng)用于工程實(shí)際中，本實(shí)用新型給出了對(duì)淹沒在強(qiáng)噪聲背景下微弱信號(hào)的檢測(cè)電路，并在電路上實(shí)現(xiàn)了自跟蹤掃頻檢測(cè)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值輸入掃頻范圍、掃頻步長(zhǎng)等相關(guān)參數(shù)就可通過觀察示波器或頻譜儀的輸出相圖來識(shí)別微弱信號(hào)。這為機(jī)械故障中淹沒在強(qiáng)噪聲背景中的有用周期信號(hào)檢測(cè)提供了一種切實(shí)可行的方法。

圖1為本實(shí)用新型電路的系統(tǒng)調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)原理圖；圖2為本實(shí)用新型調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型調(diào)制電路運(yùn)算模塊示意圖；圖4為本實(shí)用新型積分運(yùn)算模塊示意圖；圖5為本實(shí)用新型反向比例運(yùn)算模塊示意圖；圖6為本實(shí)用新型乘法器運(yùn)算模塊示意圖；圖7為參數(shù)通道選擇模塊示意圖；圖8為本實(shí)用新型MCU控制模塊示意圖；[0025]圖9為本實(shí)用新型調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊示意圖；圖10為本實(shí)用新型按鍵控制和液晶顯不|旲塊不意圖；圖11為本實(shí)用新型系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1給出了調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)原理圖。圖2是圖1的電路框架實(shí)施例，其中共有MCU控制信號(hào)模塊、調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊、調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)三大主要模塊構(gòu)成，其中調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)模塊包括積分運(yùn)算模塊、乘法器運(yùn)算模塊和參數(shù)通道選擇模塊。將各模塊接所需+15V、-15V以及+5V的工作電壓，保證系統(tǒng)可靠工作。如圖3所示為調(diào)制電路運(yùn)算模塊，調(diào)制電路運(yùn)算模塊包括集成乘法器芯片MPY634(IC3),比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IC1C、IC1D)，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R5、電阻R6、電阻R13、電阻R18、電阻R19、電阻R23、電阻R24、電阻R28、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12。集成乘法器芯片MPY634(IC3)的14腳(+VS)、8腳(-VS)分別接+15V、-15V電源，集成乘法器芯片MPY634(IC3)的3腳(NC)、4腳(SF)、5腳(NC)、9腳(NC)、13腳(NC)均不做電氣連接，集成乘法器芯片MPY634(IC3)的2腳(X2)、7腳(Y2)、10腳(Ζ2)均接地，集成乘法器芯片MPY634(IC3)的I腳(Xl)與電阻R28和電容Cll的一端相連，電阻R28的另一端接地，電容Cll另一端與電阻R3、R23相連，電阻R3的另一端接地，電阻R23的另一端接集成運(yùn)放芯片0PA4227 (IClC)的8腳輸出端相連接，集成乘法器芯片MPY634 (IC3)的6腳(Yl)與電阻R6和電容C12的一端相連，電阻R6的另一端接地，電容C12另一端與調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)SINE相連接，集成乘法器芯片MPY634(IC3)的11腳(Zl)與12腳(OUT)共同連接后與電阻R18 —端相連，電阻R18另一端與集成運(yùn)放芯片0PA4227 (IClD)的12腳正向輸入端相連，集成運(yùn)放芯片0PA4227 (IClD)的13腳的負(fù)向輸入端與電阻R19、電阻R13的一端相連，電阻R19的另一端接地，電阻R13的另一端與集成運(yùn)放芯片的8腳輸出端相連，產(chǎn)生10倍放大的Vel信號(hào)，即共同與電阻R20、比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClA)的I腳輸出端、比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IC2C)的8腳輸出端相連，比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClC)的9腳負(fù)向輸入端與電阻R24、電阻5的一端相連，電阻R24的另一端接地，電阻R5的另一端與比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClC)的8腳輸出相連，比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClC)的10腳正向輸入端與電阻R1、電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端接噪聲信號(hào)N0ISE，電阻R2的另一端接待檢測(cè)信號(hào)SINGNAL1，電阻R23的另一端接實(shí)際混合信號(hào)TEST，電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5 —端分別與+15V電源相連接，另一端與接地，電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容ClO —端分別與-15V電源相連接，另一端與接地。如圖4所示為積分運(yùn)算模塊，積分運(yùn)算模塊包括集成運(yùn)放芯片0PA4227(IC2A)、電阻R7、電阻R20、電容C13，比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IC2A)的3腳正向輸入端與電阻R7相連，電阻R7的另一端接地，比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IC2A)的2腳反向輸入端與電阻R20、電容C13相連，電容C13的另一端與比例運(yùn)算放大器0PA4227(IC2A)的I腳輸出端相連，比例運(yùn)算放大器0PA4227(IC2A)的I腳輸出端產(chǎn)生反向Ve2信號(hào)。如圖5、圖7所示為參數(shù)通道選擇模塊，參數(shù)通道選擇模塊包括模擬開關(guān)芯片CD4051、比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IC2B、IC2C、IC2D)、電阻R4、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R21、電阻R22、電阻R25、電阻R26、電阻R27、可調(diào)電阻RP1、電容C25，模擬開關(guān)芯片CD4051 的1腳(41/0)、2腳(61/0)、4腳(71/0)、5腳(51/0)、12腳(31/0)、15腳(21/0)串聯(lián)后接地，模擬開關(guān)芯片⑶4051的8腳(VSS)接數(shù)字地，模擬開關(guān)芯片⑶4051的7腳(VEE)接-15V電源，模擬開關(guān)芯片⑶4051的16腳(VDD)接+5V電源并與電容C25相連，電容C25另一端接地，模擬開關(guān)芯片⑶4051的6腳(INH)、9腳(C)、10腳(B)、11腳(A)分別與單片機(jī)芯片AT89S52的32腳(P0.7)、21腳(P2.0)、23腳(P2.2)、26腳(P2.5)相連，比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2B)的5腳正向輸入端與電阻R8相連，電阻R8的另一端接地，比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2B)的6腳反向輸入端與電阻R22、電阻R4相連，電阻R4的另一端與比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2B)的7腳輸出端、電阻R21 —端相連，比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2B)的7腳輸出端即產(chǎn)生Ve2信號(hào)，比例運(yùn)算放大器OPA4227(IC2D)的12腳正向輸入端與電阻RlO相連，電阻RlO的另一端接地，比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2D)的13腳反向輸入端與電阻R9、可調(diào)電阻RPl相連，電阻R9、可調(diào)電阻RPl的另一端均與電阻R21 —端相連，比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2D)的14腳輸出端與電阻R27 —端相連，電阻R27另一端與比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2C)的9腳反向輸入端、電阻R25相連，電阻R25的另一端與比例運(yùn)算放大器OPA4227 (IC2C)的8腳正向輸入端、電阻R20相連，即產(chǎn)生Ve4信號(hào)。如圖6所示為乘法器運(yùn)算模塊，乘法器運(yùn)算模塊包括集成乘法器芯片MPY634(IC4、IC5),比例運(yùn)算放大器 0PA4227 (IC1A、IC1B),電阻 R11、電阻 R12、電阻R15、電阻R16、電阻R17，集成乘法器芯片MPY634(IC5)的14腳(+VS)、8腳(-VS)分別接+15V.-15V 電源，集成乘法器芯片 MPY634 (IC5)的 3 腳(NC)、4 腳(SF)、5 腳(NC)、9 腳(NC)、13腳(NC)均不做電氣連接，集成乘法器芯片MPY634(IC5)的2腳(X2)、7腳(Y2)、10腳(Z2)均接地，集成乘法器芯片MPY634(IC5)的I腳(Xl)與集成乘法器芯片MPY634 (IC5)的6腳(Yl)串聯(lián)后與集成運(yùn)放芯片0PA4227(IC2A)的I腳輸出端相連，集成乘法器芯片MPY634(IC5)的11腳(Zl)與12腳(OUT)串連后與電阻R17 —端相連，電阻R17另一端與比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClB)的5腳正向輸入端相連，比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClB)的6腳反向輸入端與電阻R12、電阻R16相連，電阻R16另一端接地，電阻R12另一端與比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClB)的7腳輸出端串聯(lián)后與集成乘法器芯片MPY634 (IC4)的6腳(Yl)相連，集成乘法器芯片MPY634(IC4)的14腳(+VS)、8腳(-VS)分別接+15V、-15V電源，集成乘法器芯片MPY634(IC4)的3腳(NC)、4腳(SF)、5腳(NC)、9腳(NC)、13腳(NC)均不做電氣連接，集成乘法器芯片MPY634(IC4)的2腳(X2)、7腳(Y2)、10腳(Z2)均接地，集成乘法器芯片MPY634(IC4)的I腳(Xl)與比例運(yùn)算放大器0PA4227(IC2A)的I腳輸出端相連，集成乘法器芯片MPY634(IC4)的11腳(Zl)與12腳(OUT)串連后與電阻R15—端相連，電阻R15另一端與集成運(yùn)放芯片0PA4227 (IClA)的3腳正向輸入端相連，比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClA)的2腳反向輸入端與電阻R11、電阻R14相連，電阻R14另一端接地，電阻Rll另一端與比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClA)的I腳輸出端串聯(lián)后與比例運(yùn)算放大器0PA4227 (IClD)的14腳輸出端相連，即產(chǎn)生Ve3信號(hào)。如圖8所示為MCU控制模塊，MCU控制模塊包括單片機(jī)芯片AT89S52(U1 )、晶振Yl、開關(guān)S1、電阻R29、電阻R30、排阻R42、電容C14、電容C15、電容C16、電容C17，單片機(jī)芯片AT89S52(U1)的 I 腳(P1.0)、2 腳(P1.1)、3 腳(P1.2)、4 腳(P1.3)、5 腳(P1.4)、6 腳(P1.5)、7腳(PL6)、8腳(Ρ1.7)分別與DDS信號(hào)發(fā)生芯片AD9850BRS (U3)的4腳(D0)、3腳(Dl)、2 腳(D2)、l 腳(D3)、28 腳(D4)、27 腳(D5)、26 腳(D6)、25 腳(D7/L0AD)相連接，同時(shí)單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的 I 腳(P1.0)、2 腳(P1.1)、3 腳(P1.2)、4 腳(P1.3)、5 腳(P1.4)、6 腳(P1.5)、7 腳(Ρ1.6)、8 腳(P1.7)也分別與液晶顯示 1602 的 7 腳(D0)、8 腳(Dl )、9 腳(D2)、10 腳(D3)、ll 腳(D4)、12 腳(D5)、13 腳(D6)、14 腳(D7)相連，單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的9腳(RST)與電阻R29、電阻R30、電容C14的一端相連，電阻R30的另一端接地，電容C14的另一端接+5V電源NCC’電阻R29的另一端接開關(guān)SI的一端，開關(guān)SI的另一端接+5V電源VCC，單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的 10 腳(Ρ3.0)、11 腳(Ρ3.I)、12 腳(Ρ3.2)、13 腳(Ρ3.3)、14 腳(Ρ3.4),15 腳(Ρ3.5),16 腳(Ρ3.6),17 腳(Ρ3.7)29 腳(PSEN)、30 腳(ALE/PROG)、31 腳(EA/VPP)均不做電氣連接，單片機(jī)芯片AT89S52 (Ul)的18腳(XTAL2)、19腳(XTALl)分別與晶振Y1、電容C15、電容C16 —端相連，電容C15、電容C16的另一端均接地，單片機(jī)芯片AT89S52 (Ul)的 20 腳(GND)接地，單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的 40 腳(VCC)與電容 C17、+5V電源VCC的一端相連，電容C17的另一端接地，單片機(jī)芯片AT89S52 (Ul)的39腳(P0.0)、38 P (P0.1),37 P (P0.2),36 腳(P0.3),35 腳(P0.4),34 腳(P0.5),33 腳(P0.6)分別與按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4、按鍵S5、按鍵S6、按鍵S7、按鍵S8、排阻R42相連，按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4、按鍵S5、按鍵S6、按鍵S7、按鍵S8另一端并聯(lián)，排阻R42的另一端接+5V電源VCC，單片機(jī)芯片AT89S52 (Ul)的32腳(P0.7)與模擬開關(guān)芯片CD4051的6腳(INH)相連，單片機(jī)芯片AT89S52 (譏)的21腳(卩2.0)、23腳(卩2.2)、26腳(P2.5)分別與模擬開關(guān)芯片CD4051 的 9 腳(C)、10 腳(B)、ll 腳(A)相連，單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的 22 腳(P2.1),24腳(P2.3)分別與液晶顯示1602的6腳(LCD_E)、4腳(LCD_RS)相連，單片機(jī)芯片AT89S52(Ul)的 25 腳(P2.4),27 腳(P2.6),28 腳(P2.7)分別與 DDS 信號(hào)發(fā)生芯片 AD9850BRS(U3)的 22 腳(RST)、8 腳(FQ_UD)、7 腳(WLCK)相連。如圖9所示為調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊，調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊包括DDS信號(hào)發(fā)生芯片AD9850BRS(U3)、H0C-50CN3 晶振(U2)、九個(gè)電阻 R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39，8 個(gè)電容 C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、2 個(gè)電感 L1、L2，H0C-50CN3 晶振(U2)輸出端口 2腳接入DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的9腳(CLKIN)提供穩(wěn)定的12MHZ 晶振，H0C-50CN3 晶振(U2)的 O 腳(GND)接地，H0C-50CN3 晶振(U2)的 I 腳(VCC)接+5V電源和電容C18，電容C18的另一端接地，DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的22腳(RST)、8 腳(FQ_UD)、7 腳(WLCK)分別與單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的 25 腳(P2.4),27 腳(P2.6),28腳(P2.7)、電阻R36、電阻R37、電阻R38相連，電阻R36、電阻R37、電阻R38的另一端接+5V電源，DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的4腳(D0)、3腳(Dl )、2腳(D2)、I腳(D3)、28 腳(D4)、27 腳(D5)、26 腳(D6)、25 腳(D7/L0AD)分別與單片機(jī)芯片 AT89S52(U1)的 I 腳(Ρ1.0)、2 腳(Ρ1.1)、3 腳(Ρ1.2)、4 腳(Ρ1.3)、5 腳(Ρ1.4)、6 腳(Ρ1.5)、7 腳(Ρ1.6)、8腳(Ρ1.7)相連，DDS 信號(hào)發(fā)生器 AD9850BRS 芯片(U3)的第 5 (GND)UO (GND)、19 (GND),24(GND)引腳均接地，第6 (V+)、23 (V+)、11 (V+)、18 (V+)引腳接入+5V電源，DS信號(hào)發(fā)生器 AD9850BRS 芯片(U3)的 13 腳(Q0UT)、14 腳(Q0UTB)、17 腳(DACBL)均不做電氣連接，DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的12腳(RSET)與電阻R31 —端相連，電阻R31另一端接地，DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的15腳(IN-)與電容C19、電阻R32、電阻R33 —端相連，電容C19另一端接地，電阻R32另一端與DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的21腳(IOUT)、電阻R35、電容C20、電容C21、電感LI 一端相連，電阻R35、電容C20另一端并聯(lián)后接地，電容C21、電感LI另一端與電容C22、電容C23、電感L2相連，電容C22另一端接地，電容C23、電感L2另一端與電阻R39、電容C24、DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的16腳(IN+)相連，即產(chǎn)生調(diào)制正弦信號(hào)SINE，電阻R34、電阻R39、電容C24另一端分別接地，DDS信號(hào)發(fā)生器AD9850BRS芯片(U3)的20腳(IOUTB)與電阻R34 —端相連。如圖10所示為輸入模塊和顯示模塊，其中輸入模塊包括按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4、按鍵S5、按鍵S6、按鍵S7、按鍵S8，顯示模塊包括顯示液晶屏1602、電阻R40、電阻R41，按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4、按鍵S5、按鍵S6、按鍵S7、按鍵S8的一端并聯(lián)，另一端分別與單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的 39 腳(P0.0),38 腳(P0.1),37 腳(P0.2),36 腳(P0.3),35 腳(P0.4),34腳(P0.5)、33腳(P0.6)相連，顯示液晶屏1602的I腳(VSS)、5腳接地，2腳(VDD)接+5V電源，顯示液晶屏1602的3腳(VO)與電阻R40 —端相接，電阻R40另一端接地，顯示液晶屏1602的15腳(BLA)與電阻R41 —端相接，電阻R41另一端接+5V電源，顯示液晶屏1602的6 腳(LCD_E)、4 腳(LCD_RS)分別與單片機(jī)芯片 AT89S52 (Ul)的 22 腳(P2.1)、24 腳(P2.3)相連，顯示液晶屏 1602 的 7 腳(D0)、8 腳(Dl)、9 腳(D2)、10 腳(D3)、ll 腳(D4)、12 腳(D5)、13腳(D6)、14腳(D7)分別與單片機(jī)芯片AT89S52 (Ul)的I腳(P1.0)、2腳(P1.1)、3腳(P1.2)、4 腳(P1.3)、5 腳(P1.4)、6 腳(P1.5)、7 腳(P1.6)、8 腳(P1.7)相連。本實(shí)用新型的工作過程:本實(shí)用新型所用雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振系統(tǒng)模型可用朗之萬方程描述為:
權(quán)利要求1.一種基于調(diào)制雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振原理的微弱信號(hào)檢測(cè)電路，包括控制模塊、顯示模塊、輸入模塊、信號(hào)發(fā)生模塊、參數(shù)通道選擇模塊和隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊，其特征在于:整個(gè)電路采用+15V、-15V以及+5V的直流電壓；控制模塊控制信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生控制信號(hào)并控制隨機(jī)共振系統(tǒng)參數(shù)選擇；顯示模塊顯示隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊內(nèi)調(diào)制信號(hào)的頻率、強(qiáng)度、系統(tǒng)檢測(cè)頻率掃描范圍、步進(jìn)值及選擇通道；信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，然后與待測(cè)信號(hào)混合后送入隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊；隨機(jī)共振雙穩(wěn)態(tài)檢測(cè)模塊包括四個(gè)子模塊，分別是積分運(yùn)算模塊、反向輸出模塊、乘法運(yùn)算模塊和雙通道參數(shù)調(diào)節(jié)模塊； 其中乘法運(yùn)算模塊對(duì)輸入電壓Vl和調(diào)制信號(hào)電壓V2進(jìn)行一次乘法運(yùn)算后輸出Ncl信號(hào)，比例放大模塊對(duì)輸入的Vca信號(hào)進(jìn)行10倍放大后送入積分運(yùn)算模塊，在經(jīng)過反向比例放大后輸出信號(hào)，此時(shí)分為兩路引出，一路經(jīng)過兩個(gè)乘法運(yùn)算模塊并比例放大，將信號(hào)進(jìn)行三次相乘得到Ve3信號(hào)，一路將Vc2信號(hào)經(jīng)過雙通道參數(shù)調(diào)節(jié)模塊得到將Ve4信號(hào)，最后由積分運(yùn)算模塊后的反向比例放大模塊得到輸出信號(hào)\2。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于調(diào)制雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振原理的微弱信號(hào)檢測(cè)電路。本實(shí)用新型中整個(gè)電路采用+15V、-15V以及+5V的直流電壓；控制模塊主要控制調(diào)制信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生控制信號(hào)并選擇調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)電路模塊參數(shù)；顯示模塊顯示調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)電路模塊內(nèi)調(diào)制信號(hào)的頻率、強(qiáng)度以及系統(tǒng)檢測(cè)頻率掃描范圍、步進(jìn)值、通道選擇；輸入模塊調(diào)整系統(tǒng)掃頻范圍、步進(jìn)值大小選擇、通道選擇；信號(hào)發(fā)生模塊發(fā)生所需要的調(diào)制信號(hào)，然后與待測(cè)信號(hào)合并后送入調(diào)制隨機(jī)共振檢測(cè)電路模塊。本實(shí)用新型只需要輸入掃頻范圍、掃頻步進(jìn)值、選擇通道就可通過觀察輸出相圖來識(shí)別微弱信號(hào)。
文檔編號(hào)G01R29/00GK203025254SQ20122074892
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者趙文禮, 方倩, 劉進(jìn), 王林澤, 王橋醫(yī) 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)