一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，包括依次連接的FPGA控制器、DA轉(zhuǎn)換芯片、壓控振蕩器、LC震蕩電路，壓控振蕩器通過信號(hào)比較器連接FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器輸出控制信號(hào)給DA轉(zhuǎn)換芯片，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；然后模擬信號(hào)經(jīng)由壓控振蕩器轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔冃盘?hào)，驅(qū)動(dòng)LC震蕩電路，即LC振蕩傳感器；當(dāng)LC震蕩電路的LC振蕩器交變磁場(chǎng)的變化量經(jīng)過壓控振蕩器，壓控振蕩器輸出給信號(hào)比較器，最終傳輸給FPGA控制器；FPGA控制器根據(jù)LC震蕩電路感應(yīng)阻抗和諧振頻率的變化量，通過對(duì)應(yīng)的關(guān)系計(jì)算出距離的變化量，即鈔票厚度。此種電路可提高鈔票檢測(cè)的精度且成本低。
【專利說明】
一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電路，尤其涉及用于ATM機(jī)中鈔票厚度的檢測(cè)的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]鈔票厚度的檢測(cè)，一般用超聲波方法或霍爾原理檢測(cè)，但超聲波方法精度差、不穩(wěn)定、受環(huán)境影響，霍爾傳感器檢測(cè)互換性差，信號(hào)隨溫度變化，非線性輸出。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本實(shí)用新型提供了一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，包括依次連接的FPGA控制器、DA轉(zhuǎn)換芯片、壓控振蕩器、LC震蕩電路，壓控振蕩器通過信號(hào)比較器連接FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器輸出控制信號(hào)給DA轉(zhuǎn)換芯片，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào);然后模擬信號(hào)經(jīng)由壓控振蕩器轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔冃盘?hào)，驅(qū)動(dòng)LC震蕩電路，S卩LC振蕩傳感器；當(dāng)LC震蕩電路的LC振蕩器交變磁場(chǎng)的變化量經(jīng)過壓控振蕩器，壓控振蕩器輸出給信號(hào)比較器，最終傳輸給FPGA控制器;FPGA控制器根據(jù)LC震蕩電路感應(yīng)阻抗和諧振頻率的變化量，通過對(duì)應(yīng)的關(guān)系計(jì)算出距離的變化量，即鈔票厚度。
[0004]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，包括十個(gè)通道的LC振蕩電路進(jìn)行檢測(cè)。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括電源模塊，電源模塊將7V的電源分別轉(zhuǎn)換為5V、3.3V和1.2V，分別對(duì)相應(yīng)的模塊電路進(jìn)行供電。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述DA轉(zhuǎn)換芯片為芯片U10，U10是數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，其為DAC7653/8163SDGST，其Din引腳從FPGA控制器接收到數(shù)字控制信號(hào)，然后VoutA、VoutB輸出兩路相同的模擬電壓值信號(hào)。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓控振蕩器包括芯片U8，U10輸出的一路模擬電壓值F_SET01連接到U8的TUNE引腳，U8為MAX2606，連接于U8的IND和GND引腳間的電感中有交變的信號(hào)流過，線圈中感應(yīng)出交變的電磁場(chǎng)。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)比較器為芯片U9，U9為TLV3502，U9將U8輸出端0UT+、0UT-輸出的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，U8輸出的差分信號(hào)INOl+和INOl-連接到U9的一組差分信號(hào)接收端INB+和INB-，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后經(jīng)過OUTB輸出一個(gè)單端信號(hào)給FPGA控制器。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0010]本申請(qǐng)利用電渦流效應(yīng)的原理，準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體(必須是金屬導(dǎo)體)與探頭端面的相對(duì)位置，依靠距離的細(xì)微變化引起的交變電磁場(chǎng)的相應(yīng)參數(shù)變化計(jì)算鈔票厚度，是一種非接觸的線性化計(jì)量工具。此種電路可長(zhǎng)期可靠工作、測(cè)量范圍寬、靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不受油污等介質(zhì)的影響，可提高鈔票檢測(cè)的精度且成本低。
[0011]此法測(cè)量范圍寬，實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)測(cè)得，感應(yīng)線圈與金屬導(dǎo)體距離在O?1mm范圍內(nèi)，線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)，對(duì)一張鈔票的厚度(10um)變化檢測(cè)效果明顯。
[0012]靈敏度高，電渦流傳感器的靈敏度與感應(yīng)線圈的圈數(shù)、內(nèi)徑、外徑直接相關(guān)，工藝條件允許下，我們可以通過增大感應(yīng)線圈的外徑，減小內(nèi)徑，并增加線圈的圈數(shù)來提高平面電渦流感應(yīng)線圈的靈敏度。
[0013]測(cè)量精高，電渦流原理測(cè)量時(shí)交變磁場(chǎng)響應(yīng)速度塊，同時(shí)受外界環(huán)境影響比較小，不受不受油污等介質(zhì)的影響，在感應(yīng)線圈靈敏度較高時(shí)，測(cè)量精度比較容易到達(dá)Ium或更高，對(duì)檢測(cè)鈔票厚度綽綽有余，且對(duì)大多測(cè)試均能滿足要求。
[0014]電路中壓控振蕩器輸出的為差分信號(hào)，因差分信號(hào)是兩根完全一樣，極性相反的信號(hào)傳輸一路數(shù)據(jù)，外界干擾相同程度地影響兩根線中信號(hào)，最終依靠電平差判決信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾，所以傳輸過程中受外界影響很小，抗干擾能力強(qiáng)，使測(cè)量精度進(jìn)一步提高。
[0015]使用此方法檢測(cè)鈔票厚度時(shí)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，要求比較低，且成本低廉，比較容易實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型電路框圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型DA轉(zhuǎn)換芯電路圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型壓控振蕩器電路；
[0019]圖4是本實(shí)用新型感應(yīng)線圈和金屬板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本實(shí)用新型信號(hào)比較器電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，是本實(shí)用新型電路框圖，上電穩(wěn)定后，F(xiàn)PGA控制器100輸出控制信號(hào)給DA轉(zhuǎn)換芯片200，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào);然后模擬信號(hào)經(jīng)由壓控振蕩器300轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔冃盘?hào)，LC震蕩電路400，即LC振蕩傳感器;LC震蕩電路400的交變磁場(chǎng)的變化量會(huì)經(jīng)過壓控振蕩器，輸出給信號(hào)比較器500，最終傳輸給FPGA控制器100 ;FPGA控制器100根據(jù)LC震蕩電路400感應(yīng)阻抗和諧振頻率的變化量，通過對(duì)應(yīng)的關(guān)系計(jì)算出距離的變化量，即鈔票厚度。此電路共設(shè)計(jì)10個(gè)(或其他個(gè)數(shù))通道的LC振蕩電路進(jìn)行檢測(cè)，另外，電源轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)將7V的電源分別轉(zhuǎn)換為5V、3.3V和1.2V，分別對(duì)相應(yīng)的模塊電路進(jìn)行供電。
[0023]如圖2，是本實(shí)用新型DA轉(zhuǎn)換芯電路圖，UlO即是DA轉(zhuǎn)換芯片200，其作用是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓值輸出，其Din引腳從FPGA控制器100接收到數(shù)字控制信號(hào)，然后Vout A、VoutB會(huì)輸出兩路相同的模擬電壓值信號(hào)。
[0024]如圖3，是壓控振蕩器實(shí)現(xiàn)電路，其作用是將一定的電壓值變換為對(duì)應(yīng)的交變信號(hào)，U1輸出的一路模擬電壓值F_SET01連接到U8的TUNE引腳，此時(shí)連接于U8的IND和GND弓丨腳間的電感(平面線圈)中會(huì)有交變的信號(hào)流過，線圈中會(huì)感應(yīng)出交變的電磁場(chǎng);實(shí)際檢測(cè)過程中，線圈板與一塊金屬板靠近，感應(yīng)出電渦流式交變的電磁場(chǎng)，如圖4所示，檢測(cè)鈔票厚度時(shí)，金屬板和線圈距離發(fā)生變化，線圈感應(yīng)磁場(chǎng)的阻抗和諧振頻率也會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)的變化。
[0025 ]如圖5所示，U9是信號(hào)比較器，其作用是將U8輸出端OUT+、OUT-輸出的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)。U8輸出的差分信號(hào)INOl+和INOl-連接到U9的一組差分信號(hào)接收端INB+和INB-，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后會(huì)進(jìn)過OUTB輸出一個(gè)單端信號(hào)給FPGA控制器。
[0026]本申請(qǐng)檢測(cè)鈔票厚度電路，當(dāng)鈔票進(jìn)入到LC振蕩電路組成的磁性傳感器，引起感應(yīng)線圈板和感應(yīng)金屬板之間距離的變化時(shí)，線圈感應(yīng)的交變電磁場(chǎng)的阻抗和諧振頻率值會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，該變化信號(hào)經(jīng)國(guó)傳輸轉(zhuǎn)換后傳送給FPGA控制器，F(xiàn)PGA根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算得出距離的變化量，即鈔票的厚度。
[0027]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，其特征在于:包括依次連接的FPGA控制器、DA轉(zhuǎn)換芯片、壓控振蕩器、LC震蕩電路，壓控振蕩器通過信號(hào)比較器連接FPGA控制器，F(xiàn)PGA控制器輸出控制信號(hào)給DA轉(zhuǎn)換芯片，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào);然后模擬信號(hào)經(jīng)由壓控振蕩器轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔冃盘?hào)，驅(qū)動(dòng)LC震蕩電路，S卩LC振蕩傳感器;當(dāng)LC震蕩電路的LC振蕩器交變磁場(chǎng)的變化量經(jīng)過壓控振蕩器，壓控振蕩器輸出給信號(hào)比較器，最終傳輸給FPGA控制器;FPGA控制器根據(jù)LC震蕩電路感應(yīng)阻抗和諧振頻率的變化量，通過對(duì)應(yīng)的關(guān)系計(jì)算出距離的變化量，即鈔票厚度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，其特征在于:包括十個(gè)通道的LC振蕩電路進(jìn)行檢測(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，其特征在于:還包括電源模塊，電源模塊將7V的電源分別轉(zhuǎn)換為5V、3.3V和1.2V，分別對(duì)相應(yīng)的模塊電路進(jìn)行供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，其特征在于:所述DA轉(zhuǎn)換芯片為芯片UlO，UlO是數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，其為DAC7653/8163SDGST，其Din引腳從FPGA控制器接收到數(shù)字控制信號(hào)，然后VoutAJoutB輸出兩路相同的模擬電壓值信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，其特征在于:所述壓控振蕩器包括芯片U8，U10輸出的一路模擬電壓值F_SET01連接到U8的TUNE引腳，U8為MAX2606，連接于U8的IND和GND引腳間的電感中有交變的信號(hào)流過，線圈中感應(yīng)出交變的電磁場(chǎng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電渦流原理實(shí)現(xiàn)的鈔票厚度檢測(cè)電路，其特征在于:所述信號(hào)比較器為芯片U9，U9為TLV3502，U9將U8輸出端0UT+、0UT-輸出的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，U8輸出的差分信號(hào)INOl+和INOl-連接到U9的一組差分信號(hào)接收端INB+和INB-，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后經(jīng)過OUTB輸出一個(gè)單端信號(hào)給FPGA控制器。
【文檔編號(hào)】G07D7/164GK205563794SQ201521133963
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】劉立明
【申請(qǐng)人】深圳怡化電腦股份有限公司, 深圳市怡化時(shí)代科技有限公司, 深圳市怡化金融智能研究院