[實用新型]植物電信號檢測模塊

有效

• 申請號: 201420769490.7
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN204314397U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 田立國;李玉爽;李猛;鄒江濤;劉志奇
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種植物微弱電信號檢測模塊，具體來說是采用具體的電路設計實現植物電信號的檢測、濾波、放大，最后將信號傳輸給相關模塊進行信號處理。

背景技術

隨著現代微弱信號檢測處理技術的發展和計算機信息采集技術在農業上的廣泛應用，植物微弱電信號的提取和分析將更具可行性和科學性。植物電信號是與植物生理過程、體內傳送信息相關的重要植物生理信號，它是植物對環境變化刺激做出的反應。可以通過觀察植物電信號的變化來監測外界環境的變化，可調節植物與外部環境間的聯系，作為溫室生產調控環境因子的一個參考依據。調控環境因子最優化，使植物生長達到最佳狀況。因此，開展植物微弱電信號的檢測研究將會在設施農業、信息化農業方面發揮越來越重要的作用，進一步推動我國農業自動化的發展。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，設計一種植物電信號檢測模塊，用于檢測植物體內的電信號。

本實用新型所采用的技術方案是：包含前端電極（1），還包括與前端電極（1）相連的差分輸入單元（2）；與差分輸入單元（2）輸出端相連的低通濾波單元（3）；與低通濾波單元（3）輸出端相連的高通濾波單元（4）；與高通濾波單元（4）輸出端相連的50Hz陷波單元（5）；與50Hz陷波單元（5）輸出端相連的放大單元（6）。

所述的前端電極(1)由兩個鉑金絲電極組成，作為采集植物電信號的正、負兩種電極。

所述的差分輸入單元（2）采用三片OP07運放芯片和一片AD620放大器構成差分輸入放大電路，用于植物電信號的初級放大。

所述的低通濾波單元（3）采用Sallen-Key拓撲結構組成二階低通濾波器，用于濾除100Hz以上的信號。

所述的高通濾波單元（4）采用多路反饋拓撲結構組成高通濾波電路，截止頻率為0.05Hz。

所述的50Hz陷波單元（5）由UAF42濾波芯片構成，消除植物電信號檢測時的50Hz工頻干擾。

所述的放大單元（6）由同向放大電路組成，使檢測到的植物電信號放大10倍。

附圖說明

圖1是本植物電信號檢測模塊組成框圖。

圖2是本植物電信號檢測模塊差分輸入單元電路原理圖。

圖3是本植物電信號檢測模塊低通濾波單元電路原理圖。

圖4是本植物電信號檢測模塊50Hz陷波單元電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，本實用新型的植物電信號檢測模塊，具有前端電極（1），還包括與前端電極（1）相連的差分輸入單元（2）；與差分輸入單元（2）輸出端相連的低通濾波單元（3）；與低通濾波單元（3）輸出端相連的高通濾波單元（4）；與高通濾波單元（4）輸出端相連的50Hz陷波單元（5）；與50Hz陷波單元（5）輸出端相連的放大單元（6）。

如圖2所示，差分輸入單元（2）采用三片OP07運放芯片和一片AD620放大器構成二級差分輸入放大電路，其中三片OP07運放芯片構成輸入緩沖差動第一級放大電路，放大倍數由R6、R7與R2的比值決定，C5、C6、R13、R14組成阻容耦合電路；第二級放大電路由AD620運算放大器組成，增益倍數由多圈頂調精密可調電阻R15設定。

如圖3所示，低通濾波單元（3）采用一片OP07運放芯片和R21、R22、R23、R24、C10、C11六個無源器件構成Sallen-Key拓撲結構的二階低通濾波器，由C10接到OP07運放芯片的輸出端，形成反饋，使電壓放大倍數在一定程度上受輸出電壓控制，且輸出電壓近似為恒壓源，從而濾除100Hz以上的信號。

如圖4所示,?50Hz陷波單元（5）由UAF42濾波芯片構成，R4、R5、R11、R12用于設定阻值來構成50Hz的工頻，從而消除植物電信號檢測時的50Hz工頻干擾。