[发明专利]一种液位计回波信号去噪用包络检波电路在审

专利信息
申请号: 201610342578.4 申请日: 2016-05-23
公开(公告)号: CN107421602A 公开(公告)日: 2017-12-01
发明(设计)人: 张建勋 申请(专利权)人: 上海亨骏自动化设备有限公司
主分类号: G01F23/28 分类号: G01F23/28;G01S7/292
代理公司: 上海宏京知识产权代理事务所(普通合伙)31297 代理人: 周高
地址: 201508 上海市金*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 液位计 回波 信号 去噪用 包络检波 电路
【说明书】:

技术领域

发明涉及信号检测技术领域,特别是一种液位计回波信号去噪用包络检波电路。

背景技术

回波信号在采集和传输的过程中,由于外界环境干扰和本身仪器的影响,难免会有噪声夹杂在其中,而噪声是影响目标信号检测与识别性能的一个重要因素,特别是在一些高精度数据的分析中,哪怕是很微弱的噪声都会对分析结果产生巨大的影响,所以信号分析过程中,首先要做的就是对信号进行去噪处理,信号检测,一直就是不断与干扰作斗争的过程。回波信号处理中,为得到有用的回波信号,通常会采取放大信号的方法,然而一味的放大回波信号,必然造成信噪比变坏,所以找到一种实用的去噪方法非常必要。

发明内容

基于此,针对上述问题,有必要提出一种液位计回波信号去噪用包络检波电路,该电路借用AM调幅波检波(解调)原理,将回波信号中的噪声,类比作AM调幅波信号中的高频载波分量,而有用回波信号看成调制信号分量,当回波信号通过检波电路,高频分量被RC网络吸收,低频分量留在RC网络上,从而实现回波信号的去噪。

本发明的技术方案是:一种液位计回波信号去噪用包络检波电路,包括二极管D、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C、PNP型三极管T和放大器,所述电阻R1的一端和电容C的一端并联后与所述二极管D的负极连接,所述电阻R1的另一端和电容C的另一端均接地,所述电阻R2的一端和电阻R3的一端并联后与所述二极管D的正极连接,所述电阻R2的另一端连接三极管T的集电极,所述放大器A的第4引脚接地,所述电阻R1和电容C的非接地并联端通过电阻R4与所述放大器A的第5引脚连接,所述放大器A的第6引脚通过电阻R5接地,所述放大器A的第7引脚为输出端,所述放大器A的第7引脚通过电阻R6与所述放大器A的第6引脚连接。

本发明中,由电阻R1和电容C构成RC网络,借用AM调幅波检波(解调)原理,将回波信号中的噪声,类比作AM调幅波信号中的高频载波分量,而有用回波信号看成调制信号分量,当回波信号通过检波电路,高频分量被RC网络吸收,低频分量留在RC网络上,从而实现回波信号的去噪。

如图1所示,本发明中,回波信号经过三极管T的发射极输入,设计RC的时间常数远远地小于回波脉冲信号的噪声宽度,而适当地大于回波有用信号的视周期(因为回波是非周期信号,这里使用名词‘视周期’)。这样,回波信号中的随机噪声将不能在RC上累积能量,而回波有用信号的能量则可以在RC上累积,从而有用回波信号被检出并从放大器的第7引脚输出,而作为背景噪声的干扰被压制,这就是包络检波的去噪原理。

如图2所示,曲线a表示回波信号的波形,P1是噪声(干扰)信号,它的频率高(波形宽度窄),P2是回波有效信号,它的频率低(波形宽度宽)。经过包络检波电路后,P1被RC电路吸收了,P2则保留在RC上,曲线b是包络检波电路的输出信号。这里,我们借用的是传统的AM调幅波检波原理。图中的c,d是我们熟知的AM检波(解调)电路的输入(c)和输出(d)。我们只是将回波信号中的噪声当做AM调幅波的高频载波信号,而将有效回波信号看成是AM调幅波的低频调制信号。经过包络检波电路后,载波被抑制,调制波被检出。

优选的,所述的二极管D为1N4148二极管。

优选的,所述的三极管T为BC857三极管。

优选的,所述的放大器A为MAX4453放大器。

优选的,所述电阻R1的阻值为15KΩ,所述电阻R2的阻值为10Ω,所述电阻R3的阻值为33KΩ,所述电阻R4的阻值为1KΩ,所述电阻R5的阻值为10KΩ,所述电阻R6的阻值为51KΩ。

优选的,所述电容C的电容为470PF。

如图3所示,左侧是未经检波而单纯放大信号的电路输出,右侧是经过本发明的包络检波电路检波后放大信号的电路输出,从图3中可看出,经过本发明的包络检波电路检波后输出的放大信号具有很高的信噪比。

本发明的有益效果是:

(1)本发明中设计RC的时间常数远远地小于回波脉冲信号的噪声宽度,而适当地大于回波有用信号的视周期。这样,回波信号中的随机噪声将不能在RC上累积能量,而回波有用信号的能量则可以再RC上累积,从而有用回波信号被检出。

(2)把回波信号的噪声干扰,类比成AM调幅波的高频载波。从而,简单的应用调幅波检波网络,就可抑制干扰,检出有用信号。

附图说明

图1为本发明的包络检波电路原理图;

图2为包络检波过程示意图;

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