[发明专利]一种混沌检测电路有效

专利信息
申请号: 201510350027.8 申请日: 2015-06-19
公开(公告)号: CN104898528B 公开(公告)日: 2018-06-26
发明(设计)人: 杨汝;王燕芬;冯锦澎 申请(专利权)人: 广州大学
主分类号: G05B19/042 分类号: G05B19/042
代理公司: 广州凯东知识产权代理有限公司 44259 代理人: 姚迎新
地址: 510000 广东省广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 充放电电容 微弱信号 比较器 逻辑控制电路 充电恒流源 放电恒流源 检测电路 混沌 恒流充电电源 微弱信号检测 测量分辨率 充电和放电 处理芯片 电路元件 恒流放电 基准电压 检测 电源
【说明书】:

发明涉及微弱信号检测领域,尤其涉及用于检测微弱信号的混沌检测电路,主要包括充电恒流源模块、放电恒流源模块、充放电电容、逻辑控制电路和比较器,所述充电恒流源模块作为充放电电容的恒流充电电源,所述放电恒流源模块作为充放电电容的恒流放电电源,所述逻辑控制电路控制充放电电容充电和放电,所述比较器将充放电电容的电压与基准电压相比较。本发明不需要AD转换就能测出微弱信号,测量分辨率比AD转换高。而所采用到的处理芯片、比较器等电路元件都是很低价的,成本低廉,适合推广,且测量结果精度能达到5%,满足一般的检测微弱信号的要求。

技术领域

本发明涉及微弱信号检测领域,尤其涉及用于检测微弱信号的混沌检测电路。

背景技术

混沌理论应用于信息检测是现阶段混沌学发展的主要趋势之一。混沌检测利用混沌的固有特性——初值敏感性对微弱信号进行检测,可在金属探测、超声波液位检测、机械设备的齿轮故障检测等众多领域中应用。从符号动力学看,初值与系统运动轨迹在一定的时间内是一一对应的,初始值的细微变化量可以采用符号动力学分析方法高精度测量,从而可以应用于微弱信号的检测。

国内外出版物上公开发表过的混沌检测电路实验,有些只能对大于某临界值的微弱信号的进行探测,却不能将其进行数字化测量。如山东大学博士生胡文静在2012年的博士学位论文《用于金属探测的混沌阵子系列研究》中提出一种改进的L-Y检测电路并在金属探测器进行了初步的实验,只有调整电压到临界值,才能探测到微弱信号,并不能准确测量其探测信号值;有些虽然可用于微弱信号的直接数字化测量,精度也较高,但其代价是实现的检测电路更复杂,对仪器硬件等要求比较高,因此,制作成本也比较高。如西南理工大学硕士生李虎明在2005年的硕士论文《小信号混沌检测研究》提到的贝努力映射型混沌AD/转换电路实验,逻辑控制采用ATLERA公司的CPLD型号为EPM7128SLC84-15芯片,价格偏贵。再如浙江大学博士生金文光在2003年的博士论文《小信号混沌动力学测量研究》中提出了混沌电路的耦合消除混沌测量噪声的新方法和有源积分式混沌测量电路抑制噪声来提高测量精度,电路耦合需要两个或两个以上测量的电路进行耦合,而有源积分则需要多个积分器抑制电路中的噪声,其缺点是增加电路的复杂性,同时也增加了成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种成本低廉、检测结果精确的混沌检测电路。

为实现上述目的,本发明可以通过以下技术方案予以实现:

一种混沌检测电路,包括充电恒流源模块、放电恒流源模块、充放电电容、逻辑控制电路和比较器,所述充电恒流源模块作为充放电电容的恒流充电电源,所述放电恒流源模块作为充放电电容的恒流放电电源,所述逻辑控制电路控制充放电电容充电和放电,所述比较器将充放电电容的电压与基准电压相比较。

进一步的,所述充电恒流源模块包括第一运算放大器和第二运算放大器,所述第一运算放大器的正输入端连接第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端连接正电源,所述第一运算放大器的负输入端连接第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端接地,所述第一运算放大器的负输入端还通过第四电阻与其输出端连接,其输出端还连接第五电阻的一端,所述第五电阻的另一端与第二运算放大器的正输入端连接,所述第二运算放大器的负输入端与其输出端短接,其输出端还通过第二电阻与第一运算放大器的正输入端连接。

进一步的,所述放电恒流源模块包括第三运算放大器和第四运算放大器,所述第三运算放大器的正输入端连接第六电阻的一端,所述第六电阻的另一端连接负电源,所述第三运算放大器的负输入端连接第八电阻的一端,所述第八电阻的另一端接地,所述第三运算放大器的负输入端还通过第九电阻与其输出端连接,其输出端还连接第十电阻的一端,第十电阻的另一端与第四运算放大器的正输入端连接,所述第四运算放大器的负输入端与其输出端短接,其输出端还通过第七电阻与第三运算放大器的正输入端连接。

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