一種檢測信號(hào)生成電路及自檢系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種檢測信號(hào)生成電路及包括所述電路的自檢系統(tǒng)，檢測信號(hào)生成電路的電源模塊連接至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊中的至少一個(gè)，至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊連接切換模塊，時(shí)鐘信號(hào)生成模塊、頻率生成模塊、切換模塊連控制器。自檢系統(tǒng)包括電源開關(guān)(可控)、主電路、處理模塊、選擇開關(guān)(可控)和自檢指令輸入模塊；自檢指令輸入模塊、處理模塊和選擇開關(guān)的控制端依次連，選擇開關(guān)連檢測信號(hào)生成電路和主電路的測量電路、還連主電路的信號(hào)源和測量電路，處理模塊通過控制器連電源開關(guān)控制端，電源開關(guān)連電源模塊和至少一個(gè)電壓信號(hào)生成模塊。生成的檢測信號(hào)幅值穩(wěn)定，相位一致，頻率精確。
【專利說明】
一種檢測信號(hào)生成電路及自檢系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測電路及自檢系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為確保信號(hào)設(shè)備的功能完整和性能穩(wěn)定，每次使用前開機(jī)自檢是必須執(zhí)行的程 序。
[0003] 目前檢測的電磁測量系統(tǒng)主要局限于各類信號(hào)發(fā)生器，這些信號(hào)發(fā)生器主要是利 用自身產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行檢查，如示波器采用自己產(chǎn)生的5V或者3.3V方波信號(hào)進(jìn)行人工自 檢。
[0004] 信號(hào)發(fā)生器自檢主要采用DDFS技術(shù)進(jìn)行自檢，其存在著精度不高、相位、頻率不穩(wěn) 定等缺點(diǎn)，不能充分利用諧波測試功能，針對(duì)一些復(fù)雜的電磁環(huán)境，特別是高精度電磁信號(hào) 采集，要求測量系統(tǒng)具有高精度，信號(hào)的分辨率在亞微伏級(jí)，顯然，上述自檢方法在性能上 已經(jīng)不能滿足功能和性能指標(biāo)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種檢測信號(hào)生成電路及自檢系統(tǒng)，生成的檢測信號(hào)的幅值穩(wěn)定，相 位一致，頻率精確。
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供一種檢測信號(hào)生成電路，包括：電源模塊、至少兩個(gè)電壓信 號(hào)生成模塊、切換模塊、控制器、時(shí)鐘信號(hào)生成模塊和頻率生成模塊；
[0007] 所述電源模塊連接所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊中的至少一個(gè)，所述至少兩個(gè) 電壓信號(hào)生成模塊均連接所述切換模塊，所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊、所述頻率生成模塊、所述 切換模塊分別連接所述控制器；
[0008] 所述電源，用于為所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊中的至少一個(gè)提供電源；
[0009] 所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊，用于生成至少兩個(gè)不同的、具有預(yù)設(shè)幅值的電 壓信號(hào)，并將所述至少兩個(gè)不同的、預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)輸出；
[0010]所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊，用于生成預(yù)設(shè)頻率的時(shí)鐘信號(hào)，并將所述時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送 給所述控制器；
[0011] 所述頻率生成模塊，用于生成預(yù)設(shè)頻率的頻率信號(hào)，并將所述頻率信號(hào)發(fā)送給所 述控制器；
[0012] 所述控制器，用于根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿為起始觸發(fā)時(shí)間，生成以 所述頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率的切換控制信號(hào)，并將所述切換控制信號(hào)發(fā)送給所述切換模塊； [0013]所述切換模塊，用于根據(jù)所述切換控制信號(hào)，在所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊 之間切換，并將對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)輸出。
[0014] 優(yōu)選的，所述電路還包括:衰減模塊；
[0015] 所述控制器還用于，向所述衰減模塊發(fā)送所述切換控制信號(hào)；
[0016] 所述衰減模塊連接所述切換模塊和所述控制器，用于根據(jù)所述切換控制信號(hào)控制 所述衰減模塊對(duì)所述切換模塊輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行衰減后輸出。
[0017] 優(yōu)選的，所述電路還包括:運(yùn)放模塊；
[0018] 所述運(yùn)放模塊連接所述衰減模塊，用于對(duì)所述衰減模塊輸出的衰減后的電壓信號(hào) 進(jìn)行運(yùn)放并輸出。
[0019] 優(yōu)選的，所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊包括:高電平信號(hào)生成模塊和低電平信 號(hào)生成模塊。
[0020] 優(yōu)選的，所述高電平信號(hào)生成模塊包括:電源模塊和參考電壓芯片；
[0021 ]所述電源模塊連接所述參考電壓芯片；
[0022] 所述電源模塊，用于為所述參考電壓芯片提供電源；
[0023] 所述參考電壓芯片，用于將所述電源轉(zhuǎn)換成所述預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)。
[0024] 優(yōu)選的，所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊和所述頻率生成模塊集成為一體，采用GPS模塊。 [0025]優(yōu)選的，所述切換模塊為單刀雙擲開關(guān)，所述衰減模塊為ADG1604模擬開關(guān)，所述 運(yùn)放模塊為ADA4898-1運(yùn)算放大器。
[0026] 第二方面，本發(fā)明還提供一種自檢系統(tǒng)，包括所述的檢測信號(hào)生成電路、可控電源 開關(guān)、主電路、處理模塊、可控選擇開關(guān)和自檢指令輸入模塊；
[0027] 所述主電路包括主電路信號(hào)源和主電路測量電路，所述可控選擇開關(guān)包括控制端 和兩個(gè)信號(hào)端，所述可控電源開關(guān)包括控制端和兩個(gè)電源端；
[0028] 所述自檢指令輸入模塊、所述處理模塊和所述可控選擇開關(guān)的控制端依次連接， 所述可控選擇開關(guān)的兩個(gè)電源端分別連接所述檢測信號(hào)生成電路的輸出端和所述主電路 測量電路，所述可控選擇開關(guān)的兩個(gè)電源端還分別連接所述主電路的主電路信號(hào)源和所述 主電路測量電路，所述處理模塊還連接所述控制器，所述控制器連接所述可控電源開關(guān)的 控制端，所述可控電源開關(guān)的兩個(gè)電源端分別連接所述電源模塊和所述至少兩個(gè)電壓信號(hào) 生成模塊中的至少一個(gè)；
[0029] 所述自檢指令輸入模塊，用于生成自檢指令，并將所述自檢指令發(fā)送給所述處理 豐旲塊；
[0030] 所述處理模塊，用于根據(jù)所述自檢指令，向所述可控選擇開關(guān)發(fā)送切換指令，并向 所述控制器發(fā)送動(dòng)作指令，以使所述控制器根據(jù)所述動(dòng)作指令向所述可控電源開關(guān)發(fā)送閉 合指令；
[0031] 所述可控選擇開關(guān)，用于根據(jù)所述切換指令，將所述主電路信號(hào)源切換為所述檢 測信號(hào)生成電路；
[0032] 所述可控電源開關(guān)，用于根據(jù)所述閉合指令實(shí)現(xiàn)所述可控電源開關(guān)的兩個(gè)電源端 的連接導(dǎo)通。
[0033] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明采用具有預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)生成模塊，采用預(yù)設(shè) 頻率的頻率信號(hào)和預(yù)設(shè)頻率的時(shí)鐘信號(hào)控制切換模塊在所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊 之間切換，因此可保證每次生成的檢測信號(hào)的幅值穩(wěn)定，相位一致，頻率精確。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的檢測信號(hào)生成電路的原理框圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的檢測信號(hào)生成電路的原理框圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的自檢系統(tǒng)的原理框圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明一種便攜式近地表頻率域電磁法觀測系統(tǒng)的自檢系統(tǒng)；
[0038] 圖5為本發(fā)明一種自檢系統(tǒng)的具體電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0040] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的檢測信號(hào)生成電路的原理框圖。
[0041] 如圖1所示，本實(shí)施例的一種檢測信號(hào)生成電路，包括:電源模塊11、至少兩個(gè)電壓 信號(hào)生成模塊12(圖1-4中所示包括第一電壓信號(hào)生成模塊至第N電壓信號(hào)生成模塊）、切換 模塊13、控制器14、時(shí)鐘信號(hào)生成模塊15和頻率生成模塊16;所述電源模塊11連接所述至少 兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12中的至少一個(gè)，所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12均連接所述切 換模塊13,所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊15、所述頻率生成模塊16、所述切換模塊13分別連接所述 控制器14;所述電源，用于為所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12中的至少一個(gè)提供電源;所 述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12,用于生成至少兩個(gè)不同的、具有預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)，并 將所述至少兩個(gè)不同的、預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)輸出;所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊15,用于生成預(yù) 設(shè)頻率的時(shí)鐘信號(hào)，并將所述時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所述控制器14;所述頻率生成模塊16，用于生 成預(yù)設(shè)頻率的頻率信號(hào)，并將所述頻率信號(hào)發(fā)送給所述控制器14;所述控制器14,用于根據(jù) 所述時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿為起始觸發(fā)時(shí)間，生成以所述頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率的切換 控制信號(hào)，并將所述切換控制信號(hào)發(fā)送給所述切換模塊13;所述切換模塊13，用于根據(jù)所述 切換控制信號(hào)，在所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12之間切換，并將對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)輸出。
[0042] 本發(fā)明采用具有預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)生成模塊12,采用預(yù)設(shè)頻率的頻率信號(hào)和預(yù) 設(shè)頻率的時(shí)鐘信號(hào)控制切換模塊13在所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12之間切換，因此可 保證每次生成的檢測信號(hào)的幅值穩(wěn)定，相位一致，頻率精確。
[0043]值得說明的是，在采用本發(fā)明檢測信號(hào)生成電路產(chǎn)生自檢信號(hào)時(shí)，自檢信號(hào)電壓 峰值范圍從幾伏到毫伏級(jí)，甚至微伏級(jí)，精確度較高，頻率測量一般在幾十Hz到上百kHz，頻 率跨度大，為獲取更寬頻率范圍的傳遞函數(shù)響應(yīng)，可以采用諧波測量實(shí)現(xiàn)。
[0044] 圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的檢測信號(hào)生成電路的原理框圖。
[0045] 參照?qǐng)D2,作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述電路還包括:衰減模塊17;
[0046] 所述控制器14還用于，向所述衰減模塊17發(fā)送所述切換控制信號(hào)；
[0047] 所述衰減模塊17連接所述切換模塊13和所述控制器14,用于根據(jù)所述切換控制信 號(hào)控制所述衰減模塊17對(duì)所述切換模塊13輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行衰減后輸出。
[0048] 作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述電路還包括:運(yùn)放模塊18;
[0049]所述運(yùn)放模塊18連接所述衰減模塊17，用于對(duì)所述衰減模塊17輸出的衰減后的電 壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)放并輸出。
[0050]本發(fā)明檢測信號(hào)生成電路可用于生成自檢信號(hào)，在生成方波自檢信號(hào)時(shí)，所述至 少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12包括:高電平信號(hào)生成模塊和低電平信號(hào)生成模塊。
[0051 ]作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述高電平信號(hào)生成模塊包括：電源模塊11和參考電壓芯 片；
[0052] 所述電源模塊11連接所述參考電壓芯片；
[0053] 所述電源模塊11，用于為所述參考電壓芯片提供電源；
[0054]所述參考電壓芯片，用于將所述電源轉(zhuǎn)換成所述預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)。除了參考 電壓芯片，還可采用其他本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何電子器件實(shí)現(xiàn)該功能，此處不再 贅述。
[0055]為了使檢測信號(hào)頻率精準(zhǔn)和每次產(chǎn)生的檢測信號(hào)相位一致，作為一種優(yōu)選實(shí)施 例，所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊15和所述頻率生成模塊16集成為一體，采用GPS模塊。
[0056]所述GPS可產(chǎn)生PPS信號(hào)和根據(jù)GPS輸出波形得到10MHz穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)。采用PPS信 號(hào)的上升沿來對(duì)10MHz的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)分頻，可以使得每次產(chǎn)生的檢測信號(hào)相位一致、 頻率精確。
[0057]在本實(shí)施例中，檢測信號(hào)的頻率co由GPS提供的時(shí)鐘信號(hào)保證，并由時(shí)鐘信號(hào)和控 制器14保證檢測信號(hào)的相位一致性。所述切換模塊13為單刀雙擲開關(guān)，所述衰減模塊17為 ADG1604模擬開關(guān)43，所述運(yùn)放模塊18為ADA4898-1運(yùn)算放大器。
[0058]在實(shí)際操作中，高精密電壓參考、精密電阻衰減等模塊噪聲都在允許范圍內(nèi)可以 忽略，主要考慮開關(guān)噪聲和低噪聲運(yùn)放44的噪聲，因此選擇運(yùn)放時(shí)要注意運(yùn)放的電壓噪聲 參數(shù)要盡量小，單刀雙擲開關(guān)和選擇開關(guān)要選擇寄生電容小、導(dǎo)通電阻一致性好的芯片，在 PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意采用減少寄生電容和電感的設(shè)計(jì)，用于降低高頻諧波衰減。
[0059]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的自檢系統(tǒng)的原理框圖。
[0060]如圖3所示，一種自檢系統(tǒng)，包括所述的檢測信號(hào)生成電路、可控電源開關(guān)21、主電 路、處理模塊26、可控選擇開關(guān)24和自檢指令輸入模塊25;
[0061] 所述主電路包括主電路信號(hào)源22和主電路測量電路23,所述可控選擇開關(guān)24包括 控制端和兩個(gè)電源端，所述可控電源開關(guān)21包括控制端和兩個(gè)電源端；
[0062]所述自檢指令輸入模塊25、所述處理模塊26和所述可控選擇開關(guān)24的控制端依次 連接，所述可控選擇開關(guān)24的兩個(gè)電源端分別連接所述檢測信號(hào)生成電路的輸出端和所述 主電路測量電路23,所述可控選擇開關(guān)24的兩個(gè)電源端還分別連接所述主電路的主電路信 號(hào)源22和所述主電路測量電路23,所述處理模塊26還連接所述控制器14,所述控制器14連 接所述可控電源開關(guān)21的控制端，所述可控電源開關(guān)21的兩個(gè)電源端分別連接所述電源模 塊11和所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊12中的至少一個(gè)；
[0063]所述自檢指令輸入模塊25，用于生成自檢指令，并將所述自檢指令發(fā)送給所述處 理模塊26;
[0064]可以理解的是，所述自檢指令輸入模塊25可以為第一主電路和第二主電路的啟動(dòng) 按鈕，也可以為一個(gè)單獨(dú)的按鈕。
[0065]所述處理模塊26，用于根據(jù)所述自檢指令，向所述可控選擇開關(guān)24發(fā)送切換指令， 并向所述控制器14發(fā)送動(dòng)作指令，以使所述控制器14根據(jù)所述動(dòng)作指令向所述可控電源開 關(guān)21發(fā)送閉合指令；
[0066]可以理解的是，向所述可控選擇開關(guān)24發(fā)送切換指令和向所述控制器14發(fā)送動(dòng)作 指令的順序一般為先向所述可控選擇開關(guān)24發(fā)送切換指令，再向所述控制器14發(fā)送動(dòng)作指 令，從而保證檢測信號(hào)生成電路此時(shí)生成的自檢信號(hào)是完整的。
[0067]所述可控電源開關(guān)21，用于根據(jù)所述閉合指令實(shí)現(xiàn)所述可控電源開關(guān)21的兩個(gè)電 源端的連接導(dǎo)通。
[0068] 本發(fā)明所述自檢指令輸入模塊25生成自檢指令，并將所述自檢指令發(fā)送給所述處 理模塊26，根據(jù)所述自檢指令，向所述可控選擇開關(guān)24發(fā)送切換指令，并向所述控制器14發(fā) 送動(dòng)作指令，所述控制器14根據(jù)所述動(dòng)作指令向所述可控電源開關(guān)21發(fā)送閉合指令，此時(shí) 主電路采用所述檢測信號(hào)生成電路得電，產(chǎn)生自檢信號(hào)，根據(jù)所述自檢信號(hào)進(jìn)行自檢。本發(fā) 明由于采用所述檢測信號(hào)生成電路作為自檢信號(hào)生成電路生成自檢信號(hào)，自檢信號(hào)的幅值 穩(wěn)定，相位一致，頻率精確，因此可保證主電路每次自檢信號(hào)的穩(wěn)定性，從而保證自檢結(jié)果 的準(zhǔn)確。
[0069] 如圖4所示，一種便攜式近地表頻率域電磁法觀測系統(tǒng)的自檢系統(tǒng)，包括檢測信號(hào) 生成電路(此時(shí)檢測信號(hào)生成電路相當(dāng)于自檢信號(hào)生成電路，用于生成自檢信號(hào)）、第一空 心線圈傳感器311、第一可控選擇開關(guān)312、第一 RFI313、第一 ADC314、第二可控選擇開關(guān) 322、第二RFI323、第二ADC324和中心處理平臺(tái)（相當(dāng)于所述處理模塊26);(圖中未示出自檢 指令輸入模塊）；
[0070] 所述第一空心線圈傳感器311、第一 RFI313、第一 ADC314和所述中心處理平臺(tái)依次 連接，所述中心處理平臺(tái)還分別連接所述檢測信號(hào)生成電路的第一可控選擇開關(guān)312的控 制端和所述可控電源開關(guān)21的控制端；
[0071] 其中，所述第一空心線圈傳感器311、第一RFI313、第一ADC314相當(dāng)于第一主電路， 所述第一空心線圈傳感器311相當(dāng)于第一主電路的信號(hào)源，第一 RFI313、第一 ADC314相當(dāng)于 第一主電路的主電路測量電路23;
[0072] 所述第二空心線圈傳感器321、第二RFI323、第二ADC324和所述中心處理平臺(tái)依次 連接，所述中心處理平臺(tái)還分別連接所述檢測信號(hào)生成電路的第二可控選擇開關(guān)322的控 制端；
[0073] 其中，所述第二空心線圈傳感器321、第二RFI323、第二ADC324相當(dāng)于第二主電路， 所述第二空心線圈傳感器321相當(dāng)于第二主電路的信號(hào)源，第二RFI323、第二ADC324相當(dāng)于 第二主電路的主電路測量電路23。
[0074]本發(fā)明的便攜式近地表頻率域電磁法觀測系統(tǒng)的自檢系統(tǒng)的工作原理為：
[0075] 正常狀態(tài)時(shí)，第一可控選擇開關(guān)312將第一主電路和第二主電路連接導(dǎo)通，即所述 第一空心線圈傳感器311和所述第二空心線圈傳感器321作為第一主電路和第二主電路的 信號(hào)源;需要自檢時(shí)，自檢指令輸入模塊25生成自檢指令，并將并將所述自檢指令發(fā)送給所 述中心處理平臺(tái)，中心處理平臺(tái)根據(jù)所述自檢指令，向所述第一可控選擇開關(guān)312和/或第 二可控選擇開關(guān)322發(fā)送切換指令，并向所述控制器14發(fā)送動(dòng)作指令，所述控制器14根據(jù)所 述動(dòng)作指令向所述可控電源開關(guān)21發(fā)送閉合指令，所述第一可控選擇開關(guān)312和/或第二可 控選擇開關(guān)322根據(jù)所述切換指令，將所述第一空心線圈傳感器311和/或第二空心線圈傳 感器321切換為所述檢測信號(hào)生成電路（即采用自檢信號(hào)作為信號(hào)源），所述可控電源開關(guān) 21根據(jù)所述閉合指令閉合，生成自檢信號(hào)，開始進(jìn)行自檢。
[0076] 如圖5所示的自檢系統(tǒng)主要包括：型號(hào)為ADR5040的基準(zhǔn)電壓芯片41，型號(hào)為 ADG819的第一單刀雙擲開關(guān)42、中心處理平臺(tái)FPGA、型號(hào)為ADG1604的模擬開關(guān)43、型號(hào)為 ADA4898-1的低噪聲運(yùn)放44和型號(hào)為24ADG819的第二單刀雙擲開關(guān)45;GPS未在圖中示出。 [0077] 5V電源連接基準(zhǔn)電壓芯片41的電源輸入端，基準(zhǔn)電壓芯片41的輸出連接第一單刀 雙擲開關(guān)42的第一輸入端SI，基準(zhǔn)電壓芯片41的第二輸入端S2接地，基準(zhǔn)電壓芯片41的輸 出端通過一個(gè)分壓電阻R2連接模擬開關(guān)43的一個(gè)輸入端和低噪聲運(yùn)放44的輸入端，模擬開 關(guān)43的第三端通過分壓電阻R1接地，低噪聲運(yùn)放44的另一輸入端通過反饋電阻R3接地，在 低噪聲運(yùn)放44的輸入端(接地的一端）和輸出端之間連接有反饋電阻R4和電容C的并聯(lián)電 路，低噪聲運(yùn)放44的輸出連接第二單刀雙擲開關(guān)45的一個(gè)輸入端，第二單刀雙擲開關(guān)45的 輸出端連接待測量系統(tǒng)。
[0078]本發(fā)明自檢系統(tǒng)的中心處理平臺(tái)FPGA可輸入1-100,000HZ的占空比為50%的方波 信號(hào)(可通過上述GPS)，使得單刀雙擲開關(guān)ADG819輸出信號(hào)頻率也為1-100,000HZ的占空比 為50%的方波信號(hào)，而輸出峰值為2.048V(基準(zhǔn)電壓芯片41ADR5040輸出的電壓幅值），通過 模擬開關(guān)43ADG1604組成的衰減陣列選擇合適的衰減系數(shù)，信號(hào)經(jīng)過衰減后，送入低噪聲運(yùn) 放44ADA4898-1組成的放大緩沖器中，此處通過反饋電阻R3和反饋電阻R4的倍數(shù)決定低噪 聲運(yùn)放44ADA4898-1的放大倍數(shù)，仿真實(shí)驗(yàn)中設(shè)置的R3懸空，R4=10Q，組成一個(gè)直接跟隨 電路。電容C用來做帶外濾波，濾除不需要的高頻信號(hào)，最后信號(hào)輸入可控選擇開關(guān) 24ADG819中，用來選擇是正常測量還是自檢。
[0079]值得說明的是，本實(shí)施例中，低電平信號(hào)為地信號(hào)，從而簡化了低電平電路結(jié)構(gòu)， 進(jìn)而簡化了整個(gè)檢測信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)。
[0080] 為了保證相位的一致性，采用授時(shí)原理，先將GPS產(chǎn)生的10MHz信號(hào)準(zhǔn)備好，當(dāng)下一 個(gè)PPS信號(hào)到來時(shí)利用該信號(hào)的上升沿觸發(fā)10MHz時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻，同時(shí)開啟所有的開關(guān) 信號(hào)，開始數(shù)據(jù)采集，這樣每次信號(hào)被采集的相位誤差將會(huì)是PPS的誤差和一個(gè)10MHz時(shí)鐘 信號(hào)抖動(dòng)誤差之和，因此保證了自檢信號(hào)相位的一致性，也保證了自檢信號(hào)頻率的穩(wěn)定性。
[0081] 自檢信號(hào)產(chǎn)生的傳遞函數(shù)公式如下：
[0083] 式中(：、心、1?2、1?3和1?4的含義同上述圖5，不再贅述，(：為濾波電容，1? 1、1?2分別為分壓 電阻，R3和R4為運(yùn)放的反饋電阻。
[0084] 式(3-23)中電阻參數(shù)不會(huì)轉(zhuǎn)移電路的相位與頻率特性，除去該系統(tǒng)的穩(wěn)定部分， 可以簡化為：
[0086]簡化后的x為R4C，本發(fā)明中取值范圍大約在10-6~10-3，可以根據(jù)需要輸出的頻 率調(diào)整該參數(shù)，一般取10-5。進(jìn)行Bode和Nyquist分析。
[0087]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而 非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者 全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā) 明權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種檢測信號(hào)生成電路，其特征在于，包括：電源模塊、至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊、 切換模塊、控制器、時(shí)鐘信號(hào)生成模塊和頻率生成模塊； 所述電源模塊連接所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊中的至少一個(gè)，所述至少兩個(gè)電壓 信號(hào)生成模塊均連接所述切換模塊，所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊、所述頻率生成模塊、所述切換 模塊分別連接所述控制器； 所述電源，用于為所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊中的至少一個(gè)提供電源； 所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊，用于生成至少兩個(gè)不同的、具有預(yù)設(shè)幅值的電壓信 號(hào)，并將所述至少兩個(gè)不同的、預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)輸出； 所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊，用于生成預(yù)設(shè)頻率的時(shí)鐘信號(hào)，并將所述時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所 述控制器； 所述頻率生成模塊，用于生成預(yù)設(shè)頻率的頻率信號(hào)，并將所述頻率信號(hào)發(fā)送給所述控 制器； 所述控制器，用于根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿為起始觸發(fā)時(shí)間，生成以所述 頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率的切換控制信號(hào)，并將所述切換控制信號(hào)發(fā)送給所述切換模塊； 所述切換模塊，用于根據(jù)所述切換控制信號(hào)，在所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊之間 切換，并將對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)輸出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路還包括:衰減模塊； 所述控制器還用于，向所述衰減模塊發(fā)送所述切換控制信號(hào)； 所述衰減模塊連接所述切換模塊和所述控制器，用于根據(jù)所述切換控制信號(hào)控制所述 衰減模塊對(duì)所述切換模塊輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行衰減后輸出。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述電路還包括:運(yùn)放模塊； 所述運(yùn)放模塊連接所述衰減模塊，用于對(duì)所述衰減模塊輸出的衰減后的電壓信號(hào)進(jìn)行 運(yùn)放并輸出。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成模塊包括:高 電平信號(hào)生成模塊和低電平信號(hào)生成模塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述高電平信號(hào)生成模塊包括：電源模塊 和參考電壓芯片； 所述電源模塊連接所述參考電壓芯片； 所述電源模塊，用于為所述參考電壓芯片提供電源； 所述參考電壓芯片，用于將所述電源轉(zhuǎn)換成所述預(yù)設(shè)幅值的電壓信號(hào)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述時(shí)鐘信號(hào)生成模塊和所述頻率生成模 塊集成為一體，采用GPS模塊。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述切換模塊為單刀雙擲開關(guān)，所述衰減 模塊為ADG1604模擬開關(guān)，所述運(yùn)放模塊為ADA4898-1運(yùn)算放大器。8. -種自檢系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的檢測信號(hào)生成電路、 可控電源開關(guān)、主電路、處理模塊、可控選擇開關(guān)和自檢指令輸入模塊； 所述主電路包括主電路信號(hào)源和主電路測量電路，所述可控選擇開關(guān)包括控制端和兩 個(gè)信號(hào)端，所述可控電源開關(guān)包括控制端和兩個(gè)電源端； 所述自檢指令輸入模塊、所述處理模塊和所述可控選擇開關(guān)的控制端依次連接，所述 可控選擇開關(guān)的兩個(gè)電源端分別連接所述檢測信號(hào)生成電路的輸出端和所述主電路測量 電路，所述可控選擇開關(guān)的兩個(gè)電源端還分別連接所述主電路的主電路信號(hào)源和所述主電 路測量電路，所述處理模塊還連接所述控制器，所述控制器連接所述可控電源開關(guān)的控制 端，所述可控電源開關(guān)的兩個(gè)電源端分別連接所述電源模塊和所述至少兩個(gè)電壓信號(hào)生成 模塊中的至少一個(gè)； 所述自檢指令輸入模塊，用于生成自檢指令，并將所述自檢指令發(fā)送給所述處理模塊； 所述處理模塊，用于根據(jù)所述自檢指令，向所述可控選擇開關(guān)發(fā)送切換指令，并向所述 控制器發(fā)送動(dòng)作指令，以使所述控制器根據(jù)所述動(dòng)作指令向所述可控電源開關(guān)發(fā)送閉合指 令； 所述可控選擇開關(guān)，用于根據(jù)所述切換指令，將所述主電路信號(hào)源切換為所述檢測信 號(hào)生成電路； 所述可控電源開關(guān)，用于根據(jù)所述閉合指令實(shí)現(xiàn)所述可控電源開關(guān)的兩個(gè)電源端的連 接導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】G01R1/28GK105929210SQ201610297062
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】嚴(yán)發(fā)寶, 柳建新, 趙廣東, 鄭翾宇
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)