[發明專利]一種采用開環放大電路的數字計程儀系統

在審

• 申請號: 202011432347.5
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112505351A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 顏洋洋
• 申請（專利權）人: 中船航海科技有限責任公司
• 主分類號: G01P5/08
• 分類號: G01P5/08
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

本發明涉及一種采用開環放大電路的數字計程儀系統，所述數字計程儀系統包括傳感器、放大電路、A/D采樣電路和數據處理模塊，該放大電路為開環放大電路，所述開環放大電路包括單端轉差分電路、差分放大電路、低通濾波器、后置放大電路、電壓跟隨電路和相敏整流電路。本發明不僅能夠滿足現在集成化、小型化數字計程儀的需要，同時有很高的靈敏度和穩定的放大倍數。

技術領域

本發明涉及船舶通訊技術領域，尤其是涉及一種采用開環放大電路的數字計程儀系統。

背景技術

數字計程儀是利用法拉第電磁感應原理，即長度為L的導體在磁感應強度為B的磁場中以速度V運動時，導體上就會產生感應電動勢E，其大小與導體相對磁場運動速度的大小成正比，其遵循E＝BLV×10^-8V。

磁場由測量桿(或平面傳感器)中的鐵芯上纏繞的激磁線圈產生，導體由傳感器中的二個電極與水連成，由于船以速度V相對水在運動。如果把船作為靜止考慮，即水相對船在運動，也就是導體相對于磁場運動，從而在傳感器兩電極間產生感應電勢，通過兩電極引線和比較變壓器轉變成速度電壓信號，送至速度解算系統，解算出速度值。

現有的數字計程儀系統采用的是閉環放大電路設計，其電路過于復雜，不適應現在集成化、小型化數字計程儀的需要。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的不足，本發明提供一種采用開環放大電路的數字計程儀系統，不僅能夠滿足現在集成化、小型化數字計程儀的需要，同時有很高的靈敏度和穩定的放大倍數。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種采用開環放大電路的數字計程儀系統，所述數字計程儀系統包括傳感器、放大電路、A/D采樣電路和數據處理模塊，該放大電路為開環放大電路，所述開環放大電路包括單端轉差分電路、差分放大電路、低通濾波器、后置放大電路、電壓跟隨電路和相敏整流電路，

所述單端轉差分電路用于接收傳感器的信號，并將該信號傳輸給差分放大電路，用于消除共模干擾。

所述差分放大電路用于接收單端轉差分電路的信號，并將該信號放大后傳輸至低通濾波器；

所述低通濾波器用于接收差分放大電路傳輸至的信號，并抑制高頻信號干擾，然后將濾波后的信號傳輸至后置放大電路；

所述后置放大電路用于接收低通濾波器傳輸至的信號，并將該信號傳輸至電壓跟隨電路；

所述電壓跟隨電路用于接收后置放大電路傳輸至的信號，并在消除直流電壓后得到兩路信號，一路傳感器速度的電壓信號傳輸給AD采樣，另一路速度電壓信號輸出至相敏整流電路進行調制；

所述相敏整流電路用于接收電壓跟隨電路傳輸至的速度電壓信號和電源系統提供的基準信號進行調制，將調制后得到的傳感器速度方向的信號傳輸至A/D采樣電路。

進一步地，所述差分放大電路所采用的放大芯片，其典型輸入噪聲為輸入最大漂移電壓25uV，最大溫度漂移0.25uV/℃。

進一步地，所述傳感器的輸出信號經過1:1變壓器后傳輸至差分放大電路。

進一步地，所述差分放大電路的放大倍數為100-500倍。

進一步地，所述低通濾波器為反向輸入，截止頻率為f₀＝1/2πR₂C，得到電壓放大倍數為其中

進一步地，所述低通濾波器的電壓放大倍數為1.20。

進一步地，所述后置放大電路在輸出端加入限幅電路。進一步地，所述后置放大電路的電壓放大倍數為1.10。