本實用新型涉及磁通門傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁通門傳感器用驅(qū)動及調(diào)理裝置。

背景技術(shù)：

磁通門傳感器是一種用來測量微弱磁場的傳感器，具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單和可靠性高等特點，廣泛用于慣性導航、鉆井定向和電子羅盤等領(lǐng)域。磁通門現(xiàn)象是一種普遍存在的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，磁通門傳感器是一種稍加改動的變壓器式器件，當磁通門工作在周期過飽和磁場的狀態(tài)時，其輸出信號的偶次諧波的幅度與通過其內(nèi)部的磁通量大小成正比。在使用磁通門測量微弱磁場時，為了使磁通門工作在過飽和狀態(tài)，同時為了抵消變壓器效應(yīng)，需要驅(qū)動電路產(chǎn)生兩個幅度相同，相位相反的方波信號作為激勵信號作用于磁通門傳感器，同時，為了保證激勵方波信號的對稱性，需要將驅(qū)動電路產(chǎn)生的方波信號經(jīng)過一個隔離變壓器，將驅(qū)動電路產(chǎn)生的方波信號變成需要的差分方波信號。另一方面，磁通門傳感器在方波信號的激勵下，輸出信號中有較大的噪聲，需要經(jīng)過帶通濾波和相敏檢波后，信號中的偶次諧波才能被檢測出來。

目前，不同廠家和類型的磁通門傳感器對激勵信號頻率的要求是不一樣的，而現(xiàn)有驅(qū)動電路產(chǎn)生的激勵信號的頻率是由石英晶體的型號決定，針對不同的磁通門傳感器，需要更換不同的晶體，電路的適應(yīng)性通用性較差。驅(qū)動電路產(chǎn)生的激勵信號必須通過隔離變壓器來驅(qū)動磁通門傳感器，對于某些小型儀器來說，隔離變壓器會擠占一部分儀器空間，對于小型號設(shè)計不利，同時也會提高成本。在電耗方面，當使用±5V供電時，驅(qū)動電路功耗電流35mA，在高溫下還會進一步增大，高溫下功耗的增大，電路器件與高溫環(huán)境溫度的溫差也會進一步增大，對于電路器件的壽命會有較大的影響，同時對于電池供電的儀器設(shè)備，功耗過大會大大減少儀器的工作時間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種磁通門傳感器用驅(qū)動及調(diào)理裝置，實現(xiàn)磁通門傳感器激勵信號的產(chǎn)生及檢測信號的調(diào)理。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種磁通門傳感器用驅(qū)動及調(diào)理裝置，包括印制板、焊盤、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路以及電源，所述驅(qū)動電路以及信號調(diào)理電路均焊接于所述印制板上，所述驅(qū)動電路包括微處理器單元U3，所述微處理器單元U3包括具有PWM波輸出功能的單片機，且設(shè)有數(shù)據(jù)輸入端、第一數(shù)據(jù)輸出端以及第二數(shù)據(jù)輸出端，所述信號調(diào)理電路至少包括1個數(shù)據(jù)通道，所述數(shù)據(jù)通道包括串聯(lián)連接的帶通濾波單元、隔直單元、相敏檢波單元、積分單元以及連接于帶通濾波單元的信號輸入端與積分電路的信號輸出端之間的反饋單元，所述相敏檢波單元設(shè)有控制輸入端，該控制輸入端與第二數(shù)據(jù)輸出端連接，所述帶通濾波單元以及積分單元均包括雙運算放大器U1。

進一步，所述帶通濾波單元包括雙運算放大器U1第一通道、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1以及電容C2，所述電阻R1一端與雙運算放大器U1第一通道的負輸入端連接，其另一端為帶通濾波單元的信號輸入端，所述雙運算放大器U1第一通道的信號輸出端為帶通濾波單元的信號輸出端，雙運算放大器U1第一通道的信號輸出端通過隔直單元與所述相敏檢波單元的信號輸入端連接，所述電阻 R2以及電阻R3串聯(lián)后連接于雙運算放大器U1第一通道的負信號輸入端與信號輸出端之間，所述電容C2連接于雙運算放大器U1第一通道的負信號輸入端與信號輸出端之間，所述電阻R2與電阻R3的連接端通過電容C1接地，所述雙運算放大器U1第一通道的正信號輸入端通過電阻R7與電源連接。

進一步，所述隔直單元包括串聯(lián)的電阻R4與電容C3。

進一步，所述相敏檢波單元包括模擬開關(guān)U2，所述模擬開關(guān)U2 的信號輸入端為相敏檢波單元的信號輸入端，所述模擬開關(guān)U2的第一信號輸出端為相敏檢波單元的信號輸出端，所述模擬開關(guān)U2的第一信號輸出端與積分電路的信號輸入端連接，所述模擬開關(guān)U2的第二信號輸出端接模擬地，所述模擬開關(guān)U2的控制輸入端與所述微處理器單元U3的第二數(shù)據(jù)輸出端連接，所述模擬開關(guān)U2的參考端以及正電源端接電源，所述模擬開關(guān)U2的正電源端還通過電容C6接模擬地，所述模擬開關(guān)U2的負電源端與接地端連接后接模擬地。

進一步，所述積分單元包括雙運算放大器U1第二通道、電阻R5 以及電容C4，所述電阻R5一端與雙運算放大器U1第二通道的負輸入端連接，其另一端為積分單元的信號輸入端，所述雙運算放大器 U1第二通道的信號輸出端為積分單元的信號輸出端，所述電容C4 連接于雙運算放大器U1第二通道的負信號輸入端與信號輸出端之間。

進一步，所述雙運算放大器U1的正電源端接電源，且通過電容 C5接模擬地，所述雙運算放大器U1的負電源端接模擬地。

進一步，所述反饋單元包括電阻R8。

本實用新型的有益效果是：

1、驅(qū)動電路產(chǎn)生的激勵信號的頻率可由編程設(shè)定，對于不同廠家和型號的磁通門傳感器可以靈活定制。

2、驅(qū)動電路產(chǎn)生的激勵信號不通過隔離變壓器直接驅(qū)動磁通門，去掉了變壓器，節(jié)省了空間和成本。

附圖說明

圖1為驅(qū)動電路的電路圖；

圖2為信號調(diào)理電路中數(shù)據(jù)通道的電路圖；

圖3為模擬地與數(shù)字低連接的電路圖；

圖4為電源連接的電路圖。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應(yīng)當屬于本申請保護的范圍。

實施例一：

如圖1～4所示，一種磁通門傳感器用驅(qū)動電路及調(diào)理裝置，包括印制板、焊盤、驅(qū)動電路、信號調(diào)理電路以及電源，所述印制板的尺寸為54*20.4*1.6mm，所述印制板四個角均設(shè)有一個直徑2.2mm的安裝孔，便于本裝置的安裝，所述電源為+5V電源，所述電源、磁通門傳感器激勵信號輸入端以及磁通門傳感器檢測信號輸出端均與焊盤連接，即三者通過焊盤與印制板中器件連接，所述電源為+5V電源，且通過串聯(lián)的電阻R7與電阻R6接模擬地，所述電阻R7的阻值為28K Ω，所述電阻R6的阻值為3KΩ。

所述驅(qū)動電路以及信號調(diào)理電路均焊接于所述印制板上，所述驅(qū)動電路包括微處理器單元U3，所述信號調(diào)理電路至少包括1個數(shù)據(jù)通道，所述數(shù)據(jù)通道包括串聯(lián)連接的帶通濾波單元、隔直單元、相敏檢波單元、積分單元以及連接于帶通濾波單元的信號輸入端與積分電路的信號輸出端之間的反饋單元，所述相敏檢波單元設(shè)有控制輸入端，所述帶通濾波單元以及積分單元均包括雙運算放大器U1。

所述驅(qū)動電路包括微處理器單元U3，所述微處理器單元U3包括具有PWM波輸出功能的單片機c8051，所述c8051的單片機P1.0 管腳與P0.7管腳并聯(lián)連接，作為磁通門傳感器正激勵信號輸出端，磁通門傳感器正激勵信號輸入端通過所述焊盤與磁通門傳感器正激勵信號輸出端，所述c8051單片機的P0.6管腳與P0.5管腳并聯(lián)連接，作為磁通門傳感器負激勵信號輸出端，磁通門傳感器負激勵信號輸入端通過所述焊盤與磁通門傳感器正激勵信號輸出端，所述c8051單片機的P1.1管腳與所述相敏檢波單元的控制輸入端連接，所述c8051 單片機的C2D管腳通過電阻R9與電源連接，所述電阻R9的阻值為 10KΩ，所述c8051單片機的C2CK管腳通過電阻R10與電源連接，所述電阻R10的阻值為10KΩ。

所述c8051單片機的VREGIN管腳以及VIO管腳并聯(lián)后與電源連接，所述c8051單片機的GND管腳接數(shù)字地，所述c8051單片機的VREGIN管腳還通過第一濾波單元接地，所述第一濾波單元包括并聯(lián)的電容C9與電容C10，所述電容C9的電容為0.1μF，所述電容 C10的電容為1μF，所述c8051單片機的VDD管腳與GND管腳間串聯(lián)有第二濾波單元，所述第二濾波單元包括并聯(lián)的電容C7與電容 C8，所述電容C7的電容為0.1μF，所述電容C8的電容為1μF。

所述帶通濾波單元包括雙運算放大器U1第一通道、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1以及電容C2，所述電阻R1的阻值為4.7K Ω，所述電阻R2的阻值為50KΩ，所述電阻R3的阻值為50KΩ，所述電容C1的電容為3900pF，所述電容C2的電容為1000pF，所述電阻R1一端與雙運算放大器U1第一通道的負輸入端連接，其另一端為帶通濾波單元的信號輸入端，所述雙運算放大器U1第一通道的信號輸出端為帶通濾波單元的信號輸出端，雙運算放大器U1第一通道的信號輸出端通過隔直單元與所述相敏檢波單元的信號輸入端連接，所述隔直單元包括串聯(lián)的電阻R4與電容C3，所述電阻R4的阻值為 10KΩ，所述電容C3的電容為0.1μF，所述電阻R2以及電阻R3串聯(lián)后連接于雙運算放大器U1第一通道的負信號輸入端與信號輸出端之間，所述電容C2連接于雙運算放大器U1第一通道的負信號輸入端與信號輸出端之間，所述電阻R2與電阻R3的連接端通過電容C1接地，所述雙運算放大器U1第一通道的正信號輸入端通過電阻R7與電源連接。

所述相敏檢波單元包括模擬開關(guān)U2，所述模擬開關(guān)U2的信號輸入端為相敏檢波單元的信號輸入端，所述模擬開關(guān)U2的第一信號輸出端為相敏檢波單元的信號輸出端，所述模擬開關(guān)U2的第一信號輸出端與積分電路的信號輸入端連接，所述模擬開關(guān)U2的第二信號輸出端接模擬地，所述模擬開關(guān)U2的控制輸入端與所述c8051單片機的P1.1管腳連接，所述模擬開關(guān)U2的參考端以及正電源端接電源，所述模擬開關(guān)U2的正電源端還通過電容C6接模擬地，所述電容C6 的電容為0.1μF，所述模擬開關(guān)U2的負電源端與接地端連接后接模擬地。

所述積分單元包括雙運算放大器U1第二通道、電阻R5以及電容C4，所述電阻R5的阻值為10KΩ，所述電容C4的電容為10μF，所述電阻R5一端與雙運算放大器U1第二通道的負輸入端連接，其另一端為積分單元的信號輸入端，所述雙運算放大器U1第二通道的信號輸出端為積分單元的信號輸出端，所述電容C4連接于雙運算放大器U1第二通道的負信號輸入端與信號輸出端之間。

所述雙運算放大器U1的正電源端接電源，且通過電容C5接模擬地，所述電容C5的電容為0.1μF，所述雙運算放大器U1的負電源端接模擬地。所述反饋單元包括電阻R8，所述電阻R8的阻值為2K Ω。所述模擬地與數(shù)字低通過電感L1連接，所述電感L1的電感值為 10μH。

所述c8051的單片機P1.0管腳與P0.7管腳并聯(lián)連接，作為磁通門傳感器正激勵信號輸出端，磁通門傳感器正激勵信號輸入端通過所述焊盤與磁通門傳感器正激勵信號輸出端，所述c8051單片機的P0.6 管腳與P0.5管腳并聯(lián)連接，作為磁通門傳感器負激勵信號輸出端

本實施力的一種磁通門傳感器用驅(qū)動及調(diào)理裝置使用時，首先使用編程線連接編程器與所述c8051單片機的C2D管腳以及C2CK管腳，將程序下載到c8051單片機內(nèi)，控制磁通門傳感器正激勵信號輸出端輸出頻率為f的方波信號，控制磁通門傳感器負激勵信號輸出端輸出頻率為f，且與磁通門傳感器正激勵信號輸出端輸出的方波信號相位相反的方波信號，上述兩方波信號即為磁通門傳感器的激勵信號，并且控制P1.1管腳輸出頻率為2f的方波信號，作為相敏檢波單元的開關(guān)控制信號，本實施例優(yōu)選f為5KHz。

本實施例的一種磁通門傳感器用驅(qū)動及調(diào)理裝置中驅(qū)動電路產(chǎn)生的激勵信號的頻率可由編程設(shè)定，對于不同廠家和型號的磁通門傳感器可以靈活定制，且驅(qū)動電路產(chǎn)生的激勵信號不通過隔離變壓器直接驅(qū)動磁通門，去掉了變壓器，節(jié)省了空間和成本。

另外，本實施例的一種磁通門傳感器用驅(qū)動及調(diào)理裝置采用單 +5V電源供電，可以直接用電池供電，節(jié)約了電壓轉(zhuǎn)換模塊,且電路功耗電流減小至20mA，高溫下也沒有明顯增長，相比現(xiàn)有方案其功耗顯著降低。

此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。