[發(fā)明專利]一種陣列磁反饋線圈系統(tǒng)及其校正方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010136543.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111175849A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王旭東;胡輝;白旭;龐志華;李萬(wàn)軍;馬晨;張婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北華航天工業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): G01V13/00
• 分類號(hào): G01V13/00;G01V3/10
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

1.一種陣列磁反饋線圈系統(tǒng)，其特征在于：包括，

若干個(gè)磁反饋線圈(1)，用于接收磁場(chǎng)變化信號(hào)；

與磁反饋線圈(1)一一對(duì)應(yīng)連接的程控增益放大器(2)，用于消掉線圈增益的差異性；

與程控增益放大器(2)一一對(duì)應(yīng)連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)，用于進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；

與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)一一對(duì)應(yīng)連接的分?jǐn)?shù)延時(shí)濾波器(4)，用于進(jìn)行對(duì)磁反饋線圈(1)群延遲的校正；

增益補(bǔ)償模塊(5)，用于對(duì)每一個(gè)線圈產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的增益；

多頻數(shù)據(jù)重構(gòu)模塊(6)，用于生成重構(gòu)信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列磁反饋線圈系統(tǒng)，其特征在于：所述磁反饋線圈(1)采用串列排布或矩陣陣列排布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列磁反饋線圈系統(tǒng)，其特征在于：所述磁反饋線圈(1)包括第一運(yùn)放(A1)，第一運(yùn)放(A1)的正向輸入端連接有并聯(lián)設(shè)置的主線圈(L1)和調(diào)節(jié)電容(C_X)，第一運(yùn)放(A1)的反向輸入端通過(guò)第二電阻(R2)接地，第一運(yùn)放(A1)的反向輸入端通過(guò)第一電阻(R1)連接至第一運(yùn)放(A1)的輸出端，第一運(yùn)放(A1)的輸出端通過(guò)反饋電阻(R_f)連接至輔助線圈(L2)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陣列磁反饋線圈系統(tǒng)，其特征在于：所述分?jǐn)?shù)延時(shí)濾波器(4)的輸入端(IN)通過(guò)第三電阻(R3)連接至第二運(yùn)放(A2)的正向輸入端，第二運(yùn)放(A2)的反向輸入端通過(guò)第四電阻(R4)接地，第二運(yùn)放(A2)的反向輸入端通過(guò)第五電阻(R5)連接至第二運(yùn)放(A2)的輸出端，第二運(yùn)放(A2)的正向輸入端通過(guò)第一電容(C1)接地，第一運(yùn)放(A1)的輸出端通過(guò)串聯(lián)的第六電阻(R6)和第二電容(C2)接地，第一運(yùn)放(A1)的輸出端連接至第一三極管(Q1)的發(fā)射極，第一三極管(Q1)的基極連接至第六電阻(R6)和第二電容(C2)之間，第一三極管(Q1)的集電極通過(guò)第七電阻(R7)接地，第一三極管(Q1)的集電極通過(guò)第八電阻(R8)連接至第三運(yùn)放(A3)的正向輸入端；分?jǐn)?shù)延時(shí)濾波器(4)的輸入端(IN)通過(guò)串聯(lián)的第九電阻(R9)和第十電阻(R10)連接至第四運(yùn)放(A4)的反向輸入端，第九電阻(R9)和第十電阻(R10)之間通過(guò)第三電容(C3)接地，第四運(yùn)放(A4)的輸出端通過(guò)第十一電阻(R11)連接至第九電阻(R9)和第十電阻(R10)之間，第四運(yùn)放(A4)的反向輸入端通過(guò)第十二電阻(R12)連接至第二三極管(Q2)的基極，第四運(yùn)放(A4)的反向輸入端連接至第二三極管(Q2)的集電極，第二三級(jí)管(Q2)的發(fā)射極通過(guò)第四電容(C4)接地，第四運(yùn)放(A4)的輸出端通過(guò)第五電容(C5)連接至第四運(yùn)放(A4)的反向輸入端，第四運(yùn)放(A4)的正向輸入端通過(guò)第十三電阻(R13)接地，第四運(yùn)放(A4)的輸出端通過(guò)第十四電阻(R14)連接至第三運(yùn)放(A3)的正向輸入端，第三運(yùn)放(A3)的正向輸入端通過(guò)第十五電阻(R15)接地，第三運(yùn)放(A3)的反向輸入端通過(guò)第十六電阻(R16)接地，第三運(yùn)放(A3)的反向輸入端通過(guò)第十七電阻(R17)連接至第三運(yùn)放(A3)的輸出端，第三運(yùn)放(A3)的輸出端連接至FPGA模塊的輸入端，F(xiàn)PGA模塊的輸出端作為分?jǐn)?shù)延時(shí)濾波器(4)的輸出端(OUT)。

5.一種權(quán)利要求4所述的陣列磁反饋線圈系統(tǒng)的校正方法，其特征在于包括以下步驟：

A、磁反饋線圈(1)接收磁場(chǎng)變化信號(hào)；

B、增益補(bǔ)償模塊(5)對(duì)每一個(gè)線圈接收的信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的增益值；

C、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

D、分?jǐn)?shù)延時(shí)濾波器(4)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波校正；

E、多頻數(shù)據(jù)重構(gòu)模塊(6)對(duì)信號(hào)進(jìn)行多頻數(shù)據(jù)重構(gòu)，完成對(duì)多音信號(hào)的接收。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陣列磁反饋線圈系統(tǒng)的校正方法，其特征在于：步驟D中，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正包括以下步驟，

D1、FPGA模塊對(duì)經(jīng)過(guò)濾波后的信號(hào)進(jìn)行聚類處理，得到n個(gè)分類；

D2、根據(jù)每個(gè)分類的數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)，建立每類數(shù)據(jù)的更新目標(biāo)函數(shù)；

D3、使用更新目標(biāo)函數(shù)計(jì)算信號(hào)偏差校正值，根據(jù)信號(hào)偏差校正值對(duì)信號(hào)進(jìn)行校正。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陣列磁反饋線圈系統(tǒng)的校正方法，其特征在于：步驟D2中，建立每類數(shù)據(jù)的更新目標(biāo)函數(shù)包括以下步驟，

D21、提取數(shù)據(jù)更新?tīng)顟B(tài)的特征值，組成特征集合；

D22、計(jì)算特征集合的本征函數(shù)；

D23、將本征函數(shù)的非線性部分進(jìn)行具有收斂性的迭代處理，將本征函數(shù)的線性部分進(jìn)行線性變化，使線性變化后的線性部分與收斂處理后的非線性部分的相似度最大；

D24、將經(jīng)過(guò)步驟D23處理后的本征函數(shù)的最小值函數(shù)作為更新目標(biāo)函數(shù)。