一種寬頻寬占空比調(diào)制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，包括穩(wěn)壓電源系統(tǒng)、基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路、光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路、調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)；本發(fā)明的寬頻寬占空比調(diào)制電路，解決了脈沖調(diào)制占空比數(shù)值的限制，理論上占空比大小不影響數(shù)據(jù)采集，占空比可以達(dá)到1：1500甚至更高，可以大大延長光源的壽命；對于微小信號，本發(fā)明可以很好的采集，能很好的消除頻率干擾，零點(diǎn)誤差和溫度漂移極小，可以廣泛應(yīng)用于精密儀表模擬調(diào)制信號處理。
【專利說明】—種寬頻寬占空比調(diào)制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模擬信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于儀表模擬信號處理的調(diào)制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)制方式按照調(diào)制信號的性質(zhì)可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制，按照載波波形調(diào)制方式可分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖波調(diào)制兩類；
[0003]在深紫外LED使用上，現(xiàn)有深紫外LED光源電路采用模擬信號調(diào)制電路，當(dāng)前模擬信號調(diào)制電路有如下局限性:
[0004]固定信號占空比大約是1:1，若是占空比信號過小，對采集到的信號來說十分微弱，不利于后期信號的放大處理；
[0005]信號采集過程中容易疊加不良信號或者開關(guān)起始信號，會影響信號的準(zhǔn)確性；
[0006]模擬信號在采集和處理過程中使用了 RC濾波，會影響采集信號的響應(yīng)時(shí)間，并且會降低采集有效數(shù)據(jù)的強(qiáng)度，由于使用RC網(wǎng)絡(luò)，會存在頻率諧振問題，且RC網(wǎng)絡(luò)會影響采集信號的線形，零點(diǎn)漂移、溫度漂移大。
[0007]這些影響，對于深紫外LED來說，不能足夠保證深紫外LED使用壽命，且啟動(dòng)速度慢,通常在IOus級。
[0008]并且在精密儀表制作過程中，很多企業(yè)為了提高儀表數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，把參比信號與透射信號盡量做的一樣大，即便是這樣，由于儀器隨溫度變化機(jī)械有熱脹冷縮的問題，所以儀表數(shù)據(jù)仍不穩(wěn)定；
[0009]而本調(diào)制電路就可以很好解決這個(gè)問題，不但可以大大簡化機(jī)械設(shè)計(jì)，而且可以
使數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010](一)要解決的技術(shù)問題
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，解決了脈沖調(diào)制占空比數(shù)值的限制，對于微小信號，本發(fā)明可以很好的采集，能很好的消除頻率干擾，在零點(diǎn)漂移和溫度漂移方面誤差表現(xiàn)極小，可以廣泛應(yīng)用于精密儀表模擬調(diào)制信號處理。
[0012](二)技術(shù)方案
[0013]本發(fā)明的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，包括穩(wěn)壓電源系統(tǒng)、基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路、光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路、調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)；
[0014]所述穩(wěn)壓電源系統(tǒng)為3電源系統(tǒng)，穩(wěn)壓電源由變壓器、整流堆和穩(wěn)壓塊構(gòu)成，輸出電壓為+5V和+12V ；
[0015]所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路和光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路連接；
[0016]所述光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路的CP+和CP-端和調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)內(nèi)的⑶4052BC芯片的9腳和10腳連接；[0017]所述調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)由調(diào)制電路和差分放大器構(gòu)成；調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)電壓輸出端連接有A / D轉(zhuǎn)換電路。
[0018]進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路占空比可達(dá)到1:1500。
[0019]進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的變壓器為雙邊變壓器，變壓器輸出和整流堆連接，整流堆的輸出端和穩(wěn)壓塊連接，穩(wěn)壓塊包括MC7805、MC7812和MC7912。
[0020]進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路核心由NE555觸發(fā)器構(gòu)成。
[0021]進(jìn)一步地，所述光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路核心由SN74132N構(gòu)成。
[0022]進(jìn)一步地，所述調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)由⑶4052BC和差分放大器構(gòu)成，CD4052BC接收來自光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路的LED端探測信號，通過電容C3和電容C7的充放電作用，將CD4052BC輸出的高低電平存儲起來，將C3和C7的高低電平信號分別送到差動(dòng)放大電路的正負(fù)輸入端子，通過放大作用和濾波處理后，獲得穩(wěn)定的調(diào)制信號。
[0023](三)有益效果
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其具有以下有益效果:本發(fā)明的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，解決了脈沖調(diào)制占空比數(shù)值的限制，理論上占空比大小不影響數(shù)據(jù)采集，占空比可以達(dá)到1:1500甚至更高，可以大大延長光源的壽命；2、對于微小信號，本發(fā)明可以很好的采集，能很好的消除頻率干擾，3、零點(diǎn)誤差和溫度漂移極小，可以廣泛應(yīng)用于精密儀表模擬調(diào)制信號處理。
[0025]使用本調(diào)制電路系統(tǒng)，可以大大簡化探測電路的設(shè)計(jì)，可以把探測器的暗電流抵消掉，不用考慮暗電流對測量數(shù)據(jù)的影響；并且把探測信號放大電路的溫度漂移給消除掉，不用考慮透射信號和參比信號的比例問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的穩(wěn)壓電源系統(tǒng)電路原理圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的基礎(chǔ)控制脈沖廣生電路原理圖；
[0029]圖4為本發(fā)明的光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路原理圖；
[0030]圖5為本發(fā)明的調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)電路原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1所示，本發(fā)明的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，包括穩(wěn)壓電源系統(tǒng)、基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路、光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路、調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)；
[0032]所述穩(wěn)壓電源系統(tǒng)為3電源系統(tǒng)，穩(wěn)壓電源由變壓器、整流堆和穩(wěn)壓塊構(gòu)成，輸出電壓為+5V和+12V ；
[0033]所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路和光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路連接；
[0034]所述光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路的CP+和CP-端和調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)內(nèi)的⑶4052BC芯片的9腳和10腳連接；
[0035]所述調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)由調(diào)制電路和差分放大器構(gòu)成；調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)電壓輸出端連接有A / D轉(zhuǎn)換電路。
[0036]進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路占空比可達(dá)到1:1500。[0037]如圖2所示，所述穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的變壓器為雙邊變壓器，變壓器輸出和整流堆連接，整流堆的輸出端和穩(wěn)壓塊連接，穩(wěn)壓塊包括MC7805、MC7812和MC7912。
[0038]如圖3所示，所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路核心由NE555觸發(fā)器構(gòu)成，震蕩頻率由RU R2和Cl確定，占空比近似等于R2 / Rl, NE555的3腳輸出基礎(chǔ)控制脈沖信號，供后面的電路使用。
[0039]如圖4所示，所述光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路核心由SN74132N構(gòu)成，VK_GY為光源控制信號端，該端子懸空或加高電平(5V)時(shí)，光源處于正常脈沖工作狀態(tài)，該端子接地時(shí)，光源LD / LED不受CP脈沖控制，處于關(guān)閉狀態(tài)，在工作狀態(tài)下，CP控制信號經(jīng)兩次與非門XlA和XlC轉(zhuǎn)換后，用來當(dāng)作光源控制信號，它與CP脈沖同相，即當(dāng)CP為高電平的時(shí)候光源打開，處于工作狀態(tài)，
[0040]當(dāng)CP信號是低電平的時(shí)候，光源關(guān)閉，處于非工作狀態(tài)。
[0041]CP+脈沖信號的獲得:CP脈沖信號通過2個(gè)與非門XlB和X2B進(jìn)行2次反轉(zhuǎn)，得到的信號實(shí)際上與CP同相，再通過I個(gè)RC充放電電路延時(shí)一段時(shí)間，然后經(jīng)過2個(gè)與非門X2C和X2D轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的波形，主要作用是濾掉CP正脈沖前段時(shí)間探測信號不穩(wěn)定的部分高電平信號；
[0042]CP-脈沖信號的獲得:CP脈沖通過I個(gè)與非門XlB進(jìn)行反轉(zhuǎn)，然后通過I個(gè)RC充放電電路延時(shí)一段時(shí)間，然后經(jīng)過2個(gè)與非門XlD和X2A轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的波形，主要作用是濾掉CP低電平前段時(shí)間探測信號不穩(wěn)定的部分低電平信號。
[0043]如圖5所示，所述調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)由⑶4052BC和差分放大器構(gòu)成，CD4052BC接收來自光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路的LED端探測信號，通過電容C3和電容C7的充放電作用，將CD4052BC輸出的高低電平存儲起來，將C3和C7的高低電平信號分別送到差動(dòng)放大電路的正負(fù)輸入端子，通過放大作用和濾波處理后，獲得穩(wěn)定的調(diào)制信號;
[0044]具體的，Y信號的4、5和I腳懸空，X信號的11、15和12腳懸空，當(dāng)X和Y信號連接，懸空管腳不會對信號產(chǎn)生很大的影響，將光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路中的LD /LED探測信號直接送到電子開關(guān)⑶4052BC的3和13腳，由于⑶4052BC具有漏電流小(絕緣性能好)和開關(guān)內(nèi)阻小的特性，根據(jù)CD4053的邏輯特點(diǎn)，當(dāng)9腳CP+送來正脈沖的時(shí)候，3腳和2腳導(dǎo)通，把高電平電位保存到小電容C3中，由于CD4052BC具有漏電小的特性，所以當(dāng)9腳CP+送來低電平的時(shí)候，3腳和2腳斷開，C3仍保持著基本原來高電平信號，同理，當(dāng)10腳CP-送來正脈沖的時(shí)候，13腳和14腳導(dǎo)通，把低電位信號保存在小電容C7中，還是由于⑶4052BC漏電小，10腳CP-送來低電平的時(shí)候，13腳和14腳斷開，C7仍能保持基本原來低電平信號；
[0045]C3起到高電平存儲器的作用，C7起到低電平存儲器的作用，然后把C3和C7的高低電平信號分別送到差動(dòng)放大電路的正負(fù)輸入端子，通過放大作用和濾波處理后，可以獲得穩(wěn)定的調(diào)制信號。
[0046]上面所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，其特征在于:包括穩(wěn)壓電源系統(tǒng)、基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路、光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路、調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)； 所述穩(wěn)壓電源系統(tǒng)為3電源系統(tǒng)，穩(wěn)壓電源由變壓器、整流堆和穩(wěn)壓塊構(gòu)成，輸出電壓為 +5V 和 +12V ； 所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路和光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路連接； 所述光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路的CP+和CP-端和調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)內(nèi)的⑶4052BC芯片的9腳和10腳連接； 所述調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)由調(diào)制電路和差分放大器構(gòu)成；調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)電壓輸出端連接有A / D轉(zhuǎn)換電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，其特征在于:所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路占空比可達(dá)到1:1500。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，其特征在于:所述穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的變壓器為雙邊變壓器，變壓器輸出和整流堆連接，整流堆的輸出端和穩(wěn)壓塊連接，穩(wěn)壓塊包括 MC7805、MC7812 和 MC7912。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，其特征在于:所述基礎(chǔ)控制脈沖產(chǎn)生電路核心由NE555觸發(fā)器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，其特征在于:所述光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路核心由SN74132N構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻寬占空比調(diào)制電路，其特征在于:所述調(diào)制電路及信號處理電路系統(tǒng)由⑶4052BC和差分放大器構(gòu)成，⑶4052BC接收來自光源控制及調(diào)制控制脈沖產(chǎn)生電路的LED端探測信號，通過電容C3和電容C7的充放電作用，將⑶4052BC輸出的高低電平存儲起來，將C3和C7的高低電平信號分別送到差動(dòng)放大電路的正負(fù)輸入端子，通過放大作用和濾波處理后，獲得穩(wěn)定的調(diào)制信號。
【文檔編號】H03K3/017GK103795376SQ201410072863
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】高中序, 于清 申請人:青島力信科創(chuàng)電子有限公司