[发明专利]一种用于检测并定位20kHz方波信号的系统及方法

权利要求书

1.一种用于检测并定位20kHz方波信号的系统，其特征在于，包括：6个相同的依次连接的L-C振荡电路采集器电路、硬件滤波和放大电路、整流电路、单片机组成的电路；

所述6个L-C振荡电路采集器电路以两两对称的方式进行排列，所述6个相同的L-C振荡电路采集器电路所采集到的方波信号首先经过硬件滤波、放大、整流的处理过程后传输到单片机中，所述6个相同的L-C振荡电路采集器电路、硬件滤波和放大电路、整流电路构成的电路的6个输出端分别连接至单片机的引脚PTB2、引脚PTB3、引脚PTB4、引脚PTB5、引脚PTB6、引脚PTB7。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测并定位20kHz方波信号的系统，其特征在于，所述L-C振荡电路采集器电路包括：电容C1、电感L1、GND接地电路；在所述L-C振荡电路采集器电路中，电容C1大小为6.8nF；电感L1大小为10mH；GND接地电路接到0V电源接地处。

3.根据权利要求1所述的一种用于检测并定位20kHz方波信号的系统，其特征在于，所述硬件滤波和放大电路包括：tl082双运算放大器芯片、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电位器R3。

4.根据权利要求1所述的一种用于检测并定位20kHz方波信号的系统，其特征在于，所述整流电路包括：电容C6、电容C7、电阻R5、二极管D1、二极管D2；GND接入0V电源接地；所述二极管D1、二极管D2连接所述硬件滤波和放大电路的输出端；所述整流电路的输出端连接所述单片机。

5.一种基于权利要求1所述的用于检测并定位20kHz方波信号的系统的检测并定位20kHz方波信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统放在20kHz方波信号周围，并给所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统供电；

(2)、通过所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统的6个不同位置的L-C振荡电路采集器电路将采集到的20kHz方波信号输入硬件滤波电路和放大电路、整流电路中进行滤波、放大、整流处理；

(3)、将步骤(2)处理过的结果传入单片机中，通过单片机滤波优化数据，并计算20kHz方波信号的位置以及信号的角度即信号辐射的方向；

(4)、将步骤(3)计算结果通过单片机LCD屏幕输出；能够直观、快速、准确的检测20kHz方波信号的位置；

所述的±5v电源提供给所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统中的起到滤波、放大功能的运算放大器芯片使用；所述的+3.3v电源提供给所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统中所述的单片机使用。

6.根据权利要求5所述的检测并定位20kHz方波信号的方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括：所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统的供电电源采用通用的+5v/2A供电电源，所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统中采用+5v到-5v的电压转换电路、+5v到+3.3v的电压转换电路、为系统内部提供的±5v电源、+3.3v电源。

7.根据权利要求5所述的检测并定位20kHz方波信号的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统的6个L-C振荡电路采集器电路采用两两对称分布的布置形式。

8.根据权利要求5所述的检测并定位20kHz方波信号的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述单片机对6个L-C振荡电路采集器电路采集到的20kHz方波信号进行硬件滤波和放大、硬件整流处理后的数据组进行数据滤波，步骤为：在传回的每组10个数据中，去掉2个最大的数值及去掉2个最小的数值后，取数组的平均值；

对所述单片机采集到的数据与传感器的高度、角度的对应关系表输入到单片机中；所述单片机对6个L-C振荡电路采集器电路采集到的20kHz方波信号进行硬件滤波和放大、硬件整流处理后的6组数据值进行对比分析，所述单片机应用6个L-C振荡电路采集器到20kHz方波信号源距离的几何关系计算出20kHz方波信号源的位置；所述单片机使用6个L-C振荡电路采集器到20kHz方波信号源距离的几何关系计算出20kHz方波信号源的角度。

9.根据权利要求5所述的检测并定位20kHz方波信号的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将单片机得到的结果显示到单片机的LCD显示屏中；显示内容包括：所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统与20kHz方波信号源的直观的位置关系、所述用于检测并定位20kHz方波信号的系统与20kHz方波信号源的直观的角度关系、L-C振荡电路采集器电路经过硬件滤波和放大硬件整流处理后的实时的数值。