[發(fā)明專利]弱信號檢測儀器中有用信號頻帶內(nèi)工頻諧波干擾抑制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810050580.X
• 申請日: 2008-04-09
• 公開（公告）號: CN101251606A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王應(yīng)吉;林君;段清明;孫淑琴;田寶鳳;榮亮亮;王中興
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01V3/14
• 分類號: G01V3/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王立文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測儀器的接收放大濾波部分，是利用頻率、相位、幅度全面跟蹤技術(shù)，補(bǔ)償有用信號頻帶內(nèi)工頻諧波造成干擾的電路。

背景技術(shù)

在弱信號檢測儀器中，需要提高信噪比。提高信噪比的最有效手段是用盡可能窄的帶通濾波器濾除有用信號頻帶以外的噪聲與干擾。但有的干擾正好就在有用信號頻帶內(nèi)，這種干擾信號的幅度、頻率及相位在短時(shí)間內(nèi)變化不大。由于陷波器有一定的阻帶寬度，如果用普通陷波器或跟蹤陷波器濾除這種干擾，會損失一部分有用信號頻率成分。所以就需要發(fā)明一種電路，在幾乎不損失有用信號頻率成分的前提下濾除有用信號頻帶內(nèi)的這種干擾。例如在核磁共振找水儀中，工頻諧波，尤其是奇次諧波就是這樣一種干擾。

利用核磁共振原理尋找地下水是近年來發(fā)展起來的一種新技術(shù)。它有唯一解、速度快和成本低的特點(diǎn)，但其信號只有數(shù)納伏到數(shù)百納伏量級，極易受周圍環(huán)境干擾影響而使結(jié)果模糊甚至無法工作。核磁共振找水儀的信號頻率是與地磁場成正比的拉莫爾頻率，它在全球范圍內(nèi)為1.278KHz～2.556KHz。這個(gè)頻率范圍以外的干擾可以用嚴(yán)密的屏蔽措施加上大陡度的寬帶濾波器濾除。為了更徹底地濾除干擾，核磁共振找水儀放大器用中心頻率為被測點(diǎn)拉莫爾頻率，帶寬為100Hz，中心頻率可程控的濾波器進(jìn)一步濾波。但是總會有至少一個(gè)工頻奇次諧波頻率干擾落在這個(gè)頻帶內(nèi)。有時(shí)這個(gè)工頻諧波干擾幅度比有用信號幅度大得多。由于工頻頻率最大可能有1％的頻率漂移，所以這個(gè)干擾可能最大有26Hz的頻率漂移，它與有用信號的相位差是不確定的，它的幅度也是不確定的，所以不能用固定頻率的陷波器濾除。又因?yàn)橄莶ㄆ饔幸欢ǖ淖鑾挾龋砸膊荒苡弥行念l率可程控的陷波器濾除，否則會造成很大的信號失真。

本發(fā)明提供了一種新的電路，可以實(shí)時(shí)地跟蹤這種干擾的頻率、相位和幅度，將其從接收信號中濾除，而不影響其它有用信號，甚至不影響和這種干擾頻率重疊的有用信號頻率成分。

其他凡是具有這種有用信號頻帶內(nèi)含有工頻諧波造成的干擾的檢測儀器，都可用這種電路抑制這種干擾。其實(shí)不僅是工頻諧波造成的干擾，凡是頻率、相位、幅度短時(shí)間內(nèi)僅在一個(gè)很小的范圍內(nèi)變化的電信號干擾也都可用這種電路抑制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效地抑制檢測儀器中有用信號頻帶內(nèi)的工頻諧波干擾，而盡可能地避免這一抑制干擾過程對有用信號削弱的弱信號檢測儀器中有用信號頻帶內(nèi)工頻諧波干擾抑制電路。

本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：

主微處理器1通過第一控制線2和第二控制線16連接從微處理器3，主微處理器1經(jīng)電源電容充電控制電路21與發(fā)射機(jī)22連接，主微處理器1通過第三控制線20與K1連接從而控制信號傳感器9與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)18的接通與斷開，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)18經(jīng)前置放大器10、寬帶濾波器19、程控窄帶濾波器5和減法器8連接至程控放大器11，程控放大器11與輸出信號包絡(luò)檢測器13連接，輸出信號包絡(luò)檢測器13通過第四控制線14和數(shù)據(jù)總線15與從微處理器3連接，程控放大器11經(jīng)第五控制線17與從微處理器3連接，程控放大器11經(jīng)鎖相環(huán)12與DDS信號發(fā)生器7連接，DDS信號發(fā)生器7與減法器8連接，從微處理器3通過第六控制線6與DDS信號發(fā)生器7連接，從微處理器3通過第七控制線4與程控窄帶濾波器5連接，從微處理器3通過數(shù)據(jù)線23與鎖相環(huán)12鎖定標(biāo)志端連接。

有益效果：本發(fā)明有效地抑制了檢測儀器中有用信號頻帶內(nèi)的工頻諧波干擾，可以實(shí)時(shí)地跟蹤這種干擾的頻率、相位和幅度，將其從接收信號中濾除，而不影響其它有用信號，甚至不影響和這種干擾頻率重疊的有用信號頻率成分。

附圖說明

附圖為：弱信號檢測儀器中有用信號頻帶內(nèi)工頻諧波干擾抑制電路框圖。

1主微處理器，2第一控制線，3從微處理器，4第七控制線，5程控窄帶濾波器，6第六控制線，7DDS信號發(fā)生器，8減法器，9信號傳感器，10前置放大器，11程控放大器，12鎖相環(huán)，13輸出信號包絡(luò)檢測器，14第四控制線，16第二控制線，17第五控制線，20第三控制線，15、23數(shù)據(jù)總線，18阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，19寬帶濾波器，21電源電容充電控制電路，22發(fā)射機(jī)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明：