【技術實現步驟摘要】
本申請涉及傳感器，特別是涉及一種兩種隨機共振模式復用的新型傳感器架構。
技術介紹
1、傳感器在當今的工業社會中扮演著不可或缺的角色，涵蓋了從人體所用的可穿戴健康傳感器到物聯網工業的環境傳感器、壓力傳感器等多個應用領域。而在日常環境中，傳感器的信號檢測工作受到各種類型噪聲的干擾。目前，如何降低無處不在的噪聲帶來的影響，主要存在兩種解決方案：第一種為盡量抑制或消除噪聲；第二種則是通過隨機共振的方法利用噪聲增強系統信噪比。隨機共振是一種利用系統感知閾值提升系統響應的方法，根據不同的閾值模型可以分為可激發的隨機共振和雙穩態的隨機共振。近年來，隨機共振作為一種用于非線性系統增強對弱信號檢測能力的方法受到了廣泛關注，但是其在傳感器方向尚未進行廣泛使用。
2、目前，國內外研究噪聲對傳感器性能影響的論文和技術方案相當多，但技術手段主要集中在抑制或消除噪聲上，所研發的方案一般只能滿足某種特定情況且系統復雜；利用噪聲在隨機共振下增強系統信噪比的相關研究比較少，而可激發態和雙穩態隨機共振兩種模式復用的傳感器架構方法更是少之又少。目前關于傳感器性能的主要問題有以下3個方面：1)傳感器在日常環境中受到各種噪聲源的影響，包括電磁干擾、機械振動和溫度波動等，這些噪聲會干擾傳感器的正常工作并影響其測量精度；2)當前的研究主要集中在一些傳統的噪聲抑制方法，如頻譜濾波、偽影去除和主動抵消等，而這些方法往往增加了成本和系統復雜性，并且難以完全消除噪聲的影響；3)只使用一種隨機共振模式的傳感器適用性不足，在不同傳感領域下的表現不一致，即只能在特定的場景下發
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種兩種隨機共振模式復用的新型傳感器架構。
2、一種兩種隨機共振模式復用的新型傳感器架構，該新型傳感器架構包括：運算放大模塊、有源諧振電路、可調電阻、無源諧振電路。
3、有源諧振電路與運算放大模塊連接，無源諧振電路與可調電阻連接，有源諧振電路和無源諧振電路通過互感進行無線耦合。
4、運算放大模塊是以運算放大器構建的負阻抗轉換器。
5、在其中一個實施例中，無源諧振電路是并聯諧振電路，包括可變電容和第一電感線圈；可變電容、第一電感線圈以及可調電阻三者并聯。
6、在其中一個實施例中，有源諧振電路是并聯諧振電路，包括電容和第二電感線圈；電容和第二電感線圈并聯，電容的一端與運算放大模塊的正向輸入端連接。
7、在其中一個實施例中，運算放大模塊包括運算放大器、第一電阻、第二電阻以及第三電阻。
8、第一電阻的一端接地，第一電阻的另一端連接運算放大器的反向輸入端，第二電阻的一端與運算放大器的反向輸入端連接，第二電阻的另一端與運算放大器的輸出端連接，第三電阻的一端與運算放大器的正向輸入端連接，第三電阻的另一端與運算放大器的輸出端連接。
9、在其中一個實施例中，新型傳感器架構還包括光敏電阻和測量光敏電阻的標準放大電路。
10、光敏電阻與無源諧振電路并聯。
11、標準放大電路的兩個輸入端與光敏電阻的兩端連接。
12、在其中一個實施例中，標準放大電路包括第一運算放大器、第四電阻、第五電阻以及第六電阻；
13、第四電阻的一端連接電源，第四電阻的另一端與第一運算放大器的正向輸入端連接，第五電阻的一端接地，第五電阻的另一端與第一運算放大器的反向輸入端連接，第六電阻的一端與第一運算放大器的反向輸入端連接，第六電阻的另一端與第一運算放大器的輸出端連接。
14、光敏電阻的一端與第五電阻的接地端連接，光敏電阻的另一端與第一運算放大器的正向輸入端連接，第一運算放大器的輸出端用于輸出光敏電阻的測量信號。
15、在其中一個實施例中，新型傳感器架構還包括電容傳聲器和反相運算放大器電路。
16、電容傳聲器與無源諧振電路并聯。
17、反相運算放大器電路與電容傳聲器連接。
18、在其中一個實施例中，反相運算放大器電路包括第二運算放大器、第七電阻和第八電阻。
19、第七電阻的一端與第二運算放大器的反向輸入端連接，第七電阻的另一端與待測電容傳聲器的一端連接。
20、第八電阻的一端第二運算放大器的反向輸入端連接，第八電阻的另一端第二運算放大器的輸出端連接，第二運算放大器的正向輸入端接地；第二運算放大器的輸出端用于輸出電容傳聲器的測量信號。
21、在其中一個實施例中，有源諧振電路和無源諧振電路之間的互感可調。
22、上述兩種隨機共振模式復用的新型傳感器架構，該新型傳感器架構包括：運算放大模塊、有源諧振電路、可調電阻、無源諧振電路；有源諧振電路與運算放大模塊連接，無源諧振電路與電阻器連接，有源諧振電路和無源諧振電路通過互感進行無線耦合；運算放大模塊是以運算放大器構建的負阻抗轉換器。本架構適用于機械、光學和聲學傳感器等領域，實現了傳感器在嘈雜環境中利用噪聲增強信噪比。本架構設計結構簡單，適用領域廣泛，所需的儀器較少，成本較低。
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1.一種兩種隨機共振模式復用的新型傳感器架構，其特征在于，所述新型傳感器架構包括：運算放大模塊、有源諧振電路、可調電阻、無源諧振電路；
2.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述無源諧振電路是并聯諧振電路，包括可變電容和第一電感線圈；所述可變電容、所述第一電感線圈以及所述可調電阻三者并聯。
3.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述有源諧振電路是并聯諧振電路，包括電容和第二電感線圈；所述電容和所述第二電感線圈并聯，所述電容的一端與所述運算放大模塊的正向輸入端連接。
4.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，運算放大模塊包括運算放大器、第一電阻、第二電阻以及第三電阻；
5.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述新型傳感器架構還包括光敏電阻和測量光敏電阻的標準放大電路；
6.根據權利要求5所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述標準放大電路包括第一運算放大器、第四電阻、第五電阻以及第六電阻；
7.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述新型傳感器架構還
8.根據權利要求7所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述反相運算放大器電路包括第二運算放大器、第七電阻和第八電阻；
9.根據權利要求1-8任一項所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述有源諧振電路和所述無源諧振電路之間的互感可調。
...【技術特征摘要】
1.一種兩種隨機共振模式復用的新型傳感器架構，其特征在于，所述新型傳感器架構包括：運算放大模塊、有源諧振電路、可調電阻、無源諧振電路；
2.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述無源諧振電路是并聯諧振電路，包括可變電容和第一電感線圈；所述可變電容、所述第一電感線圈以及所述可調電阻三者并聯。
3.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，所述有源諧振電路是并聯諧振電路，包括電容和第二電感線圈；所述電容和所述第二電感線圈并聯，所述電容的一端與所述運算放大模塊的正向輸入端連接。
4.根據權利要求1所述的新型傳感器架構，其特征在于，運算放大模塊包括運算放大器、第一電阻、第二電阻以及第三電...
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