[发明专利]一种数字信号锁定型空间磁场检测系统

权利要求书

1.一种数字信号锁定型空间磁场检测系统，包括空心线圈(12)、空间磁场信号预制单元(11)、预制信号发生器(9)和数字锁定信号处理单元(10)，其特征为：

通过所述空心线圈(12)感应故障线路的空间磁场信号，将所述空间磁场信号输入到空间磁场信号预制单元(11)中，对所述空间磁场信号进行放大、滤波处理；

经所述空间磁场信号预制单元(11)对所述空间磁场信号进行放大、滤波后的输出信号输入至数字锁定信号处理单元(10)中；

所述预制信号发生器(9)产生幅值、相位和频率可以实时编程控制的正弦波、方波或者三角波；根据数字锁定信号处理单元(10)输出的控制指令，预制信号发生器(9)实时生成控制指令所确定的幅值、相位和频率的方波、正弦波或者三角波，并将这个所生成的信号输入至所述数字锁定信号处理单元(10)；

数字锁定信号处理单元(10)根据所述空间磁场信号的频率和幅值特征分别输出控制指令到空间磁场信号预制单元(11)和预制信号发生器(9)中，实时调整空间磁场信号预制单元(11)中通道滤波频率，以及预制信号发生器(9)所生成方波、正弦波或者三角波的幅值、相位和频率，构成信号闭环反馈结构；

所述数字锁定信号处理单元(10)根据所述空间磁场信号和预制信号进行计算得到的所述空间磁场信号的幅值和相位，以及与所述空间磁场信号幅值成比例的模拟电压信号；并在液晶显示器(8)上显示所述计算结果，同时驱动数字/模拟转换器(7)，输出与所述空间磁场信号成比例的模拟电压信号。

2.根据权利要求1所述的数字信号锁定型空间磁场检测系统，其特征为：

所述空间磁场信号预制单元(11)由初级放大器(1)、频带定制滤波器(2)、后级放大器(3)组成；

所述空心线圈(12)输出的空间磁场信号首先输入至所述初级放大器，进行信号的偏置和放大，然后通过所述频带定制滤波器(2)进行滤波处理，根据所需要测量的空间磁场的频率范围，数字锁定信号处理单元(10)输出控制指令，控制频带定制滤波器(2)中的电位器数值，调整频带定制滤波器(2)的通带频率和带宽，对初级放大器的输出信号进行带通滤波，最后经后级放大器(3)第二次信号放大后输入至所述数字锁定信号处理单元(10)。

3.根据权利要求2所述的数字信号锁定型空间磁场检测系统，其特征为：

所述初级放大器(1)由第11-13电阻(R11、R12、R13)和电位器(R14)以及第1运算放大器(U1)构成，第12电阻(R12)跨接在空心线圈(12)输出端和第1运算放大器(U1)的反相输入端之间，第13电阻(R13)跨接在第1运算放大器(U1)的正相输入端和信号地之间，第11电阻(R11)跨接在第1运算放大器(U1)的反相输入端和输出端之间，电位器(R14)跨接在第1运算放大器(U1)的偏置正端和偏置负端之间，电位器(R14)的调节端接到第1运算放大器(U1)的负电源端；

所述频带定制滤波器(2)由滤波器UAF42、第4电压跟随器(U4)、第6电压跟随器(U6)和数字电位器X9241构成，滤波器UAF42的第2脚连接第1运算放大器(U1)的输出脚，第31电阻(R31)跨接在滤波器UAF42的第2脚和信号地之间，第32电阻(R32)跨接在滤波器UAF42的第12脚和第8脚之间，第31电容(C31)跨接在滤波器UAF42的第7脚和第8脚之间，第32电容(C32)跨接在滤波器UAF42的第1脚和第14脚之间，数字电位器X9241的第6脚连接到所述滤波器UAF42的第14脚，数字电位器X9241的第7脚连接到滤波器UAF42的第3脚，第4电压跟随器(U4)跨接在数字电位器X9241的第1脚和第7脚之间，第6电压跟随器(U6)跨接在数字电位器X9241的第19脚和第11脚之间，数字电位器X9241的第9脚和第14脚与数字锁定信号处理单元(10)相连接；所述后级放大器(3)由第21-23电阻(R21、R22、R23)和第2运算放大器(U2)构成，第22电阻(R22)跨接在滤波器UAF42的第1脚和第1运算放大器(U1)的反相输入端之间，第23电阻(R23)跨接在第1运算放大器(U1)的正相输入端和信号地之间，第21电阻(R21)跨接在第1运算放大器(U1)的反相输入端和输出端之间，第1运算放大器(U1)的输出端与数字锁定信号处理单元(10)相连接。