子記錄儀主機(jī)箱101和 信號(hào)檢測(cè)前置放大器103,防信號(hào)干擾實(shí)驗(yàn)臺(tái)為雙層實(shí)驗(yàn)臺(tái)102,雙層實(shí)驗(yàn)臺(tái)102上設(shè)置有 實(shí)驗(yàn)架104,電子記錄儀主機(jī)箱101 -側(cè)通過(guò)其上設(shè)置的電腦USB數(shù)據(jù)連接插口 308與計(jì)算 機(jī)107相連，電子記錄儀主機(jī)箱101另一側(cè)設(shè)置有多通道線路插口，多通道線路插口上插接 設(shè)置有導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端與實(shí)驗(yàn)架104相連。電子記錄儀主機(jī)箱101主要具有供電控制 和電子信號(hào)收集轉(zhuǎn)換的功能，該電子記錄儀主機(jī)箱101的供電系統(tǒng)由電源插座301和主機(jī) 開(kāi)關(guān)302來(lái)控制電源，接通電源后電源顯示燈303會(huì)亮起顯示正常接通。電子記錄儀主機(jī) 箱101還包括八個(gè)實(shí)驗(yàn)通道輸出電壓調(diào)節(jié)器304和八個(gè)實(shí)驗(yàn)通道信號(hào)放大量調(diào)節(jié)器305來(lái) 控制傳輸?shù)矫總€(gè)實(shí)驗(yàn)通道中的電壓量和采集到刺探信號(hào)的放大量。電子記錄儀主機(jī)箱101 面板上的單通道輸出電壓量顯示表306和電壓顯示表通道切換器307可以實(shí)時(shí)切換并觀察 每個(gè)實(shí)驗(yàn)通道中電壓量情況。電子記錄儀主機(jī)箱101上的電腦USB數(shù)據(jù)連接插口 308,可以 將采集到的信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)107內(nèi)。電子記錄儀主機(jī)箱101設(shè)有八個(gè)實(shí)驗(yàn)通道直流 電源輸出插口 309和八個(gè)前置放大器信號(hào)輸入插口 310,分別連接電源輸出導(dǎo)線203和放大 器信號(hào)輸出導(dǎo)線201，用于供電和放大器信號(hào)接收。同時(shí)電子記錄儀主機(jī)箱101上的接地線 連接頭311可以連接一條地線來(lái)屏蔽系統(tǒng)中的干擾。
[0034] 電子記錄儀主機(jī)箱101通過(guò)電源輸出導(dǎo)線203連接到實(shí)驗(yàn)寄主207的土中，將電 流傳輸?shù)脚c導(dǎo)線相連的實(shí)驗(yàn)材料105上，實(shí)驗(yàn)材料105為昆蟲(chóng)和寄主，實(shí)驗(yàn)昆蟲(chóng)205背部用 導(dǎo)電粘膠連接到昆蟲(chóng)連接電極206上。昆蟲(chóng)連接電極206 -端的昆蟲(chóng)電極導(dǎo)線602為漆包 線，可以減少導(dǎo)線上的外部干擾，同時(shí)也可以防止生銹。昆蟲(chóng)電極導(dǎo)線602用導(dǎo)電粘膠與極 細(xì)金線603相連，極細(xì)金線〇〈15ym，同時(shí)金線603另一端也用導(dǎo)電粘膠與實(shí)驗(yàn)昆蟲(chóng)205連 接。而昆蟲(chóng)連接電極206另一端通過(guò)電極插頭601可以插入多通道線路連接架上的導(dǎo)線連 接插座501，而導(dǎo)線連接插座501的另一端與放大器信號(hào)輸入導(dǎo)線202相連，當(dāng)信號(hào)通過(guò)信 號(hào)檢測(cè)前置放大器103時(shí)，其上的檢測(cè)信號(hào)指示燈402會(huì)亮起。信號(hào)檢測(cè)前置放大器103 另一端的放大器USB數(shù)據(jù)插口 401連接放大器信號(hào)輸出導(dǎo)線201，將信號(hào)傳輸?shù)诫娮佑涗泝x 主機(jī)箱101。
[0035] 雙層實(shí)驗(yàn)臺(tái)102是全金屬不銹鋼材質(zhì)，表面覆蓋全不銹鋼網(wǎng)紗108,可以屏蔽來(lái)自 周邊環(huán)境和設(shè)備的電子信號(hào)干擾，在網(wǎng)罩外部連接一條網(wǎng)紗接地線109屏蔽來(lái)自供電系統(tǒng) 的頻率干擾。雙層實(shí)驗(yàn)臺(tái)102的下層可以放置信號(hào)檢測(cè)前置放大器103,電源輸出導(dǎo)線203 和放大器信號(hào)輸入導(dǎo)線202通過(guò)平臺(tái)中的不銹鋼導(dǎo)線支架204,從下層穿入上層，分別與 上層放置的實(shí)驗(yàn)材料105昆蟲(chóng)及寄主和多通道線路連接架相連。這樣既可以節(jié)省空間，又 可以將信號(hào)通過(guò)信號(hào)檢測(cè)前置放大器103與其他實(shí)驗(yàn)設(shè)施隔離，同時(shí)也減少對(duì)放大器的干 擾。
[0036] 電子記錄裝置的硬件電路技術(shù)說(shuō)明：
[0037] 裝置前端原理
[0038] 圖8所示，直流電源電路701是利用裝置內(nèi)的直流電壓供電，調(diào)節(jié)電位器POT可改 變輸出電壓，電阻R801是為防止輸出引線對(duì)地短路的保護(hù)電阻，昆蟲(chóng)連接電極206上的極 細(xì)金線603用導(dǎo)電膠粘在實(shí)驗(yàn)昆蟲(chóng)205的背部，輸出引線連接到插入土壤中的金屬棒；昆 蟲(chóng)205將口針刺入實(shí)驗(yàn)寄主207的植物組織，由于其口針與植物的接觸狀態(tài)不同，它的導(dǎo)電 性能也會(huì)不同，在昆蟲(chóng)連接電極206上就會(huì)得到相應(yīng)的電流Ii流出，進(jìn)入前置放大器電路 703〇
[0039] 前置放大器電路原理
[0040] 圖9所示，前置放大器電路703由運(yùn)算放大器A901、反饋電阻R901、補(bǔ)償電容C901 組成一個(gè)電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。它將輸入電流Ii轉(zhuǎn)換成輸出電壓U〇901，U〇9 = - IiXR901，電容C901的作用是對(duì)反饋回路的相位作補(bǔ)償，避免電路出現(xiàn)寄生振蕩。
[0041] 本電路的特征在于：由于運(yùn)算放大器具有極高的增益，輸入端A和B兩端的電位差 近似為〇,所以無(wú)論Ii如何變化，加在蟲(chóng)體上的電壓不會(huì)改變。其次，負(fù)反饋降低了本放大 電路的固有噪聲，有利于微弱電流信號(hào)的檢出。
[0042] 動(dòng)態(tài)壓縮與放大電路原理
[0043] 圖10所示，運(yùn)算放大器A1001與電阻R1001、電阻R1002、電阻R1003和硅二極管 D1001及硅二極管D1002 -起構(gòu)成動(dòng)態(tài)壓縮與放大電路704，它的工作原理如下：
[0044] 眾所周知，硅二極管在正向電壓小于導(dǎo)通閾值電壓（約為0. 65V) 時(shí)，正向電流極小，呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。當(dāng)輸入電壓Uo9較小時(shí)，電壓UolO的 輸出未超過(guò)二極管的正向?qū)ㄩ撝担O管開(kāi)路，此時(shí)電路放大倍數(shù)K為：
通，由于電阻R1003遠(yuǎn)大于電阻R1002,可以認(rèn)為反饋電阻僅為R1002,此時(shí)放大倍數(shù)大為降 低，這就達(dá)到了動(dòng)態(tài)壓縮的目的。動(dòng)態(tài)壓縮效果可見(jiàn)圖a和圖b。
[0045] 有源低通濾波器和放大電路原理
[0046] 圖11所示，有源低通濾波器和放大電路705，放大器A1001輸出電壓UolO輸 入到有源低通濾波器，以濾除信號(hào)頻率分量以外的干擾。它包括運(yùn)算放大器A1101、電阻 R1101、電阻R1102、電容C1101、電容C1102。這是一個(gè)二階巴特沃斯低通有源濾波器，其中
后的信號(hào)電壓進(jìn)入A1102組成的放大器，將信號(hào)電壓調(diào)整到適當(dāng)大小，以滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路對(duì)輸入模擬信號(hào)幅度的要求。
[0047] 數(shù)據(jù)采集模塊702的功能是將放大器A1102輸出模擬電壓Uoll經(jīng)其中模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)通過(guò)通用串行數(shù)據(jù)總線（USB)接口輸入電腦，由電腦對(duì)這些數(shù)字 信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、解壓縮和波形顯示等處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，其特征在于包括信號(hào)電子記錄裝置、防信號(hào)干擾實(shí)驗(yàn) 臺(tái)，所述信號(hào)電子記錄裝置包括設(shè)置有接地線（106)的電子記錄儀主機(jī)箱（101)和信號(hào)檢 測(cè)前置放大器（103)，所述防信號(hào)干擾實(shí)驗(yàn)臺(tái)為雙層實(shí)驗(yàn)臺(tái)（102)，雙層實(shí)驗(yàn)臺(tái)（102)的上 層對(duì)稱設(shè)置實(shí)驗(yàn)架（104)，實(shí)驗(yàn)架連接實(shí)驗(yàn)材料（105)，所述信號(hào)檢測(cè)前置放大器（103)設(shè) 置在雙層試驗(yàn)臺(tái)的下層，電子記錄儀主機(jī)箱（101)與計(jì)算機(jī)（107)相連，電子記錄儀主機(jī)箱 (101) 另一側(cè)設(shè)置有多通道線路插口，多通道線路插口上插接設(shè)置有導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端 分別與實(shí)驗(yàn)架（104)及信號(hào)檢測(cè)前置放大器相連，信號(hào)檢測(cè)前置放大器（103)與實(shí)驗(yàn)材料 (105)電路連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，其特征在于所述電子記錄儀 主機(jī)箱（101)內(nèi)設(shè)置有獨(dú)立的直流電源電路（701)和數(shù)據(jù)采集模塊（702)，所述信號(hào)檢測(cè) 前置放大器（103)內(nèi)設(shè)置有依次電路連接的前置放大器電路（703)、動(dòng)態(tài)壓縮與放大電 路（704)、有源低通濾波器和放大電路（705)，直流電源電路（701)通過(guò)主機(jī)電源輸出導(dǎo)線 (203 )與實(shí)驗(yàn)材料（105 )相連，實(shí)驗(yàn)材料與前置放大器電路（703 )相連，數(shù)據(jù)采集模塊（702 ) 與有源低通濾波器和放大電路（705)相連，所述前置放大器電路（703)采用電壓并聯(lián)負(fù)反 饋放大電路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，其特征在于所述電子記錄儀主 機(jī)箱（101)上設(shè)置有控制面板，所述控制面板上設(shè)置有電源插座（301)、主機(jī)開(kāi)關(guān)（302)、電 源顯示燈（303)、實(shí)驗(yàn)通道輸出電壓調(diào)節(jié)器（304)、實(shí)驗(yàn)通道信號(hào)放大量調(diào)節(jié)器（305)、單通 道輸出電壓量顯示表（306)、電壓顯示表通道切換器（307)、電腦USB數(shù)據(jù)連接插口（308)、 接地線連接頭（311)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，其特征在于所述多通道線路插 口包括實(shí)驗(yàn)通道直流電源輸出插口（309)和前置放大器信號(hào)輸入插口（310)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，其特征在于所述防信號(hào)干擾 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的外邊覆蓋有不銹鋼網(wǎng)紗（108)，網(wǎng)紗外部連接一條網(wǎng)紗接地線（109)，雙層實(shí)驗(yàn)臺(tái) (102) 的上層設(shè)置有不銹鋼導(dǎo)線支架（204)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)架（104) 設(shè)置有兩個(gè)，實(shí)驗(yàn)架為不銹鋼多通道線路連接架，所述連接架同時(shí)連接有多個(gè)通道的昆蟲(chóng) 連接電極（206)和放大器信號(hào)輸入導(dǎo)線（202)，放大器信號(hào)輸入導(dǎo)線（202)的另一端與信號(hào) 檢測(cè)前置放大器（103)相連，所述實(shí)驗(yàn)架（104)上對(duì)應(yīng)每個(gè)通道口的位置處均設(shè)置有3個(gè)不 同高度的導(dǎo)線連接插座（501)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，其特征在于所述昆蟲(chóng)連接電極 (206)的一端通過(guò)電極插頭（601)插入多通道線路連接架上的導(dǎo)線連接插座（501)，且與放 大器信號(hào)輸入導(dǎo)線（202)相連，昆蟲(chóng)連接電極（206)的另一端導(dǎo)線上設(shè)置有漆包線，導(dǎo)線的 另一端設(shè)置有極細(xì)金線（603)，所述金線（603)通過(guò)導(dǎo)電粘膠與昆蟲(chóng)（205)連接，所述極細(xì) 金線的直徑小于15 y m。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了昆蟲(chóng)刺吸信號(hào)電子記錄系統(tǒng)，包括信號(hào)電子記錄裝置、防信號(hào)干擾實(shí)驗(yàn)臺(tái)，信號(hào)電子記錄裝置包括電子記錄儀主機(jī)箱和信號(hào)檢測(cè)前置放大器，防信號(hào)干擾實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置實(shí)驗(yàn)架，實(shí)驗(yàn)架的兩側(cè)設(shè)置實(shí)驗(yàn)材料，信號(hào)檢測(cè)前置放大器設(shè)置在雙層試驗(yàn)臺(tái)的下層，電子記錄儀主機(jī)箱與計(jì)算機(jī)相連，電子記錄儀主機(jī)箱另一側(cè)設(shè)置有多通道線路插口，多通道線路插口上插接設(shè)置有導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別與實(shí)驗(yàn)架及信號(hào)檢測(cè)前置放大器相連，信號(hào)檢測(cè)前置放大器與實(shí)驗(yàn)材料電路連接。本實(shí)用新型采用動(dòng)態(tài)壓縮電路，使小信號(hào)有足夠的放大量，以保證其細(xì)節(jié)的分辨率，信號(hào)增大時(shí)，放大量自動(dòng)減小，在很大范圍內(nèi)放大器都不會(huì)飽和，便于觀察和實(shí)驗(yàn)分析。
【IPC分類】G06Q50/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204791173
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520501898
【發(fā)明人】何佳春, 陳倫裕, 傅強(qiáng), 賴?guó)P香, 姚青, 張志濤, 李凱龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)水稻研究所
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日