[實用新型]一種多通道氣體超聲流量計的信號自動增益電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420239784.9
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN203911877U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 雷戰(zhàn)勝;姜超;王景帥;李冰雨
• 申請（專利權）人: 上海一諾儀表有限公司
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;G01F1/66
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術領域

本實用新型涉及一種信號自動增益電路，尤其是能在各種外界環(huán)境影響下的氣體超聲流量計的自適應信號調整電路。

背景技術

現有的超聲流量計的信號檢測電路在處理經長線傳輸后微弱的電信號時,需要進行適當的補償和校正。目前所采用的方法，有固定增益的放大電路、手動增益倍數的選擇、機械電位器的手動調節(jié)等。上述方法均無法滿足超聲傳感器的維修與更換時，傳感器的自身特性帶來的信號差異和測量的偏差；無法實際反映出測量管道壓力的波動、氣體流速的變化引起的傳感器接收信號的跳動，使得流量計內部電路不能針對該狀況，做出相對應的信號幅值的在線調整；使得內部電路無法實現信號自動增益的數字量化處理；無法滿足在出廠前設置的信號幅值控制范圍內所進行的智能化的診斷與處理；無法達到傳感器自身特性所固有的信號幅值與靈敏度，導致超聲波流量計難以滿足計量系統(tǒng)的測量準確度的要求。?

發(fā)明內容

????本實用新型提供一種多通道氣體超聲流量計的信號自動增益電路。

一種多通道氣體超聲流量計的信號自動增益電路，其特征在于，高精度運算放大器輸出端連接高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器輸入端；高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器的輸出端連接峰值采樣保持電路輸入端；峰值采樣保持電路的輸出端連接高速模數A/D轉換器的輸入端；高速模數A/D轉換器的輸出端連接MCU增益電路控制模塊的輸入端；增益電路控制模塊的輸出端連接高速模數D/A轉換器6輸入端；高速模數D/A轉換器的輸出端連接電壓調整電路；電壓調整電路的輸出端連接高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器輸入端；高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器的輸出端連接阻抗匹配輸出電路的輸入端。

本實用新型的工作原理是，超聲波前置接收的信號輸入到高精度運算放大器的輸入端，通過高精度運算放大器進行信號半自動自適應初調放大，隨后高精度運算放大器輸出端將半自動自適應初調放大后的信號，連接到高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器進行AGC信號處理，處理后的信號依次經過峰值采樣保持電路與高速模數A/D轉換器進行信號采集轉換，轉換后的數字信號輸送MCU增益電路控制模塊，這樣A/D采樣數據經過MCU增益電路控制模塊的AGC自適應算法關系來計算，計算出需要的放大器增益對應的數據關系，將計算出的自動增益值轉換成符合D/A輸出的數據，傳遞給高速模數D/A轉換器進行數模轉換成相信號自增益調節(jié)控制的電壓，經過電壓調整電路輸出，使其可以滿足高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器處理的AGC的電壓信號，高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器的輸出引腳輸出電壓值（用Vc表示），MCU增益電路控制模塊對高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器的輸出引腳施加不同的電壓來控制增益的大小的，其控制電壓值Vc與增益G的函數關系如下，即，自適應算法：

G_(v/v)=10^-2Vc+1……公式1；??????G_(dB)=-40^Vc+1dB……公式2。

通過阻抗匹配輸出電路，使得可以通過高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器的反饋控制技術實現電路自動控制，配置成跟隨外界變化的自適應狀態(tài)的信號，又可以達到信號自動增益的反饋控制系統(tǒng)的控制作用。

信號自動增益控制電路是一個反饋控制系統(tǒng)，MCU增益電路控制模塊會不斷通過自動增益電路對超聲接收的信號進行放大與縮小，使得超聲接收的信號達到信號幅值控制范圍之內，滿足系統(tǒng)測量準確度的要求。

本實用新型主要解決了現有超聲流量計的信號檢測處理過程中存在的缺陷,?可實際反映出測量管道壓力的波動、氣體流速的變化引起的傳感器接收信號的跳動，使得流量計內部電路能針對該狀況，做出相對應的信號幅值的在線調整；使得內部電路可實現信號自動增益的數字量化處理；滿足了在出廠前設置的信號幅值控制范圍內所進行的智能化的診斷與處理；并能達到傳感器自身特性所固有的信號幅值與靈敏度，使超聲波流量計可滿足計量系統(tǒng)的測量準確度要求。?

本實用新型的有益效果是，無論超聲波前置接收的信號的增加或減小，輸出信號電平僅在較小的范圍內變化，從而保持在輸入信號變化的情況下輸出信號基本穩(wěn)定，達到自動增益控制信號自動調節(jié)的目的，有效提高超聲波流量計的信號適應范圍，實現信號實時變化自適應控制。滿足系統(tǒng)測量準確度的要求。

附圖說明

圖1?為本實用新型超聲波信號自動增益電路示意圖。

1高精度高速的運算放大器、

2高增益可調節(jié)寬帶壓控放大器、