一種數字式磁通門磁強計ＰＣＢ板制造技術

一種數字式磁通門磁強計ＰＣＢ板，包括ＰＣＢ基板和印刷電路。印刷電路包括Ａ／Ｄ轉換器、數字處理器、Ｄ／Ａ轉換芯片、ＡＲＭ控制器；磁通門信號經Ａ／Ｄ轉換器高速采樣輸入數字處理器，數字處理器經濾波、相敏整流、數字積分和校準、補償后將得到直流數字信號輸入Ｄ／Ａ轉換芯片和ＡＲＭ控制器；Ｄ／Ａ轉換芯片將信號輸入磁通門反饋線圈；ＡＲＭ控制器通過操作鍵盤和顯示器進行人機交互處理和顯示。本實用新型專利技術數字處理器代替傳統模擬電路進行二次諧波的信號處理，環境對測量設備影響小；反饋系統使磁通門探頭工作在零磁場條件下，消除了模擬元件間的感應、雜散效應，設備穩定性好，測量準確度高。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及PCB板，具體來說是涉及一種數字式磁通門磁強計PCB板。
技術介紹
磁通門的理想輸出信號是只含有偶次諧波的交流信號，通常需要把它變換成與被 測磁場成線性關系的直流電壓信號；常用的方法是從二次諧波中提取信息。由于一些因素 的影響，實際輸出的信號并不只是偶次諧波，同時也含有奇次諧波；而選頻放大電路的主要 作用是對有用信號放大的同時抑制激勵頻率的奇次諧波。通過相敏整流后，信號的直流分 量與被測磁場成線性關系。傳統的磁通門磁強計主要采用模擬電路設計。然而，模擬元件容易受環境影響，對 溫度變化比較敏感，容易老化，且大量模擬元件之間還容易出現感應、雜散效應，甚至使電 路出現震蕩等，使得設備的穩定性和測量準確度都受到很大的影響。
技術實現思路
針對上述情況，本技術提供了一種數字式磁通門磁強計PCB板，以解決傳統 的磁通門磁強計易受環境影響、易受溫度變化影響、易老化，及模擬元件間易出現感應、雜 散效應導致設備穩定性和測量準確度差的問題。為了實現上述目的，本技術的技術方案如下一種數字式磁通門磁強計PCB板，包括PCB基板和基板面上設置的一組印刷電路， 其特征在于，所述一組印刷電路包括A/D轉換器、數字處理器、D/A轉換芯片、ARM控制器 及電路線；所述輸入端電路線連接A/D轉換器輸入端；所述A/D轉換器輸出端通過電路線 連接數字處理器輸入端；所述數字處理器有兩個輸出端，其中一個輸出端通過電路線連接 ARM控制器的一個輸入端；所述ARM控制器的輸入端為兩個，ARM控制器的另一個輸入端連 接一電路線，所述ARM的輸出端連接輸出端電路線；所述數字處理器的另一個輸出端通過 電路線連接D/A轉換芯片的輸入端，所述D/A轉換芯片的輸出端連接一輸出電路線。進一步，所述數字處理器包括濾波器、相敏整流器、數字積分元件、校準補償裝置； 所述濾波器輸入端通過電路線連接A/D轉換器輸出端；濾波器輸出端通過電路線連接相敏 整流器輸入端；相敏整流器輸出端通過電路線連接數字積分元件輸入端；數字積分元件輸 出端通過電路線連接校準補償裝置輸入端；所述校準補償裝置的輸出端為兩個，一個通過 電路線連接ARM控制器的一個輸入端，另一個通過電路線連接D/A轉換芯片的輸入端。本技術的有益效果是，數字處理器代替了傳統模擬電路進行二次諧波的信號 處理，減小了環境對測量設備的影響，D/A輸出信號通過反饋回路使磁通門探頭工作在零磁 場條件下，消除了模擬元件間的感應、雜散效應，設備穩定性好，測量準確度高。附圖說明圖1為本技術一種數字式磁通門磁強計PCB板的結構示意圖。圖2為本技術一種數字式磁通門磁強計PCB板的系統框圖。具體實施方式為了使本技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本技術。參見圖1 一種數字式磁通門磁強計PCB板，包括PCB基板100和基板面上設置的 一組印刷電路200。所述PCB板，即印刷線路板，英文名稱printed circuit board，簡稱PCB，為絕緣 板。參見圖2，所述一組印刷電路包括A/D轉換器、數字處理器DSP、D/A轉換芯片、ARM 控制器及電路線。所述輸入端電路線連接A/D轉換器輸入端；所述A/D轉換器輸出端通過電路線 連接數字處理器輸入端；所述數字處理器有兩個輸出端，其中一個輸出端通過電路線連接 ARM控制器的一個輸入端；所述ARM控制器的輸入端為兩個，ARM控制器的另一個輸入端連 接一電路線，所述ARM的輸出端連接輸出端電路線；所述數字處理器的另一個輸出端通過 電路線連接D/A轉換芯片的輸入端，所述D/A轉換芯片的輸出端連接一輸出電路線。所述數字處理器包括濾波器、相敏整流器、數字積分元件、校準補償裝置；所述濾 波器輸入端通過電路線連接A/D轉換器輸出端；濾波器輸出端通過電路線連接相敏整流器 輸入端；相敏整流器輸出端通過電路線連接數字積分元件輸入端；數字積分元件輸出端通 過電路線連接校準補償裝置輸入端；所述校準補償裝置的輸出端為兩個，一個通過電路線 連接ARM控制器的一個輸入端，另一個通過電路線連接D/A轉換芯片的輸入端。所述A/D轉換器輸入端通過輸入端電路線連接磁通門探頭感應磁場大小的感應 線圈的輸出端，磁通門探頭感應磁場大小的感應線圈連接激勵電流，在激勵電流作用下，磁 通門探頭的感應線圈感應出反應環境磁場大小的磁通門信號，經A/D轉換器高速采樣后傳 送給數字處理器DSP。數字處理器DSP對輸入的數字信號依次經過濾波、相敏整流、數字積 分、校準、補償等環節后得到反應外界磁場的直流數字信號，并輸出到D/A轉換芯片。D/A輸 出信號通過反饋回路輸入到磁通門探頭的反饋線圈(感應線圈)形成閉環系統。由于采用 了閉環控制，而且數字處理器DSP設置了積分環節，根據自動控制理論該閉環系統為無差 系統，因而磁通門探頭實際上是工作在零磁場條件下，也就是說反饋電流產生的磁場與環 境磁場大小相等、方向相反。積分電路是一個高增益環節，理想積分器增益為零，也即前向 通道增益很大，這時系統信號的梯度主要取決于反饋系數。而反饋系數由反饋電阻確定，比 較穩定，信號梯度有很好的線性度。因而在D/A精度足夠高的條件下，D/A前端的數字信號 準確地反應了環境磁場。DSP積分得到信號經過校準補償傳遞給ARM控制器。所述ARM控 制器的輸出端連接顯示器，另一個輸入端連接鍵盤；進行顯示以及人機交互處理。硬件方面，A/D轉換器將模擬信號變成數字處理器DSP可處理的數字量，是DSP進 行數據處理的基礎；本技術可采用轉換芯片AD7710，分辨率M Bit。每個探頭配有一 個A/D轉換器，數據轉換過程由DSP控制，轉換所得數據直接進入DSP等待處理和傳送。DSP可采用Ti公司的TMS320VC5509A，主頻為144 MHz，可實現高速、大容量數字信 號處理。磁通門探頭采集的數據經A/D轉換成數字信號，然后在DSP中進行濾波處理，提取出探頭鐵芯中的二次諧波，并計算出二次諧波的幅值和相位，經過換算得到被測磁場的大 小和方向，將結果輸出傳遞給ARM進行后續處理。D/A轉換芯片將數字信號轉換為模擬信號，本技術可采用轉換芯片 DAC7664EB，分辨率為16位，線性誤差為1LSB，轉換時間為10μ S。以上顯示和描述了本技術的基本原理、主要特征和本技術的優點。本行 業的技術人員應該了解，本技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本技術的原理，在不脫離本技術精神和范圍的前提下本技術還會 有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本技術范圍內。本技術要 求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。權利要求1.一種數字式磁通門磁強計PCB板，包括PCB基板和基板面上設置的一組印刷電路，其 特征在于，所述一組印刷電路包括A/D轉換器、數字處理器、D/A轉換芯片、ARM控制器及電 路線；所述輸入端電路線連接A/D轉換器輸入端；所述A/D轉換器輸出端通過電路線連接 數字處理器輸入端；所述數字處理器有兩個輸出端，其中一個輸出端通過電路線連接ARM 控制器的一個輸入端；所述ARM控制器的輸入端為兩個，ARM控制器的另一個輸入端連接一 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數字式磁通門磁強計ＰＣＢ板，包括ＰＣＢ基板和基板面上設置的一組印刷電路，其特征在于，所述一組印刷電路包括Ａ／Ｄ轉換器、數字處理器、Ｄ／Ａ轉換芯片、ＡＲＭ控制器及電路線；所述輸入端電路線連接Ａ／Ｄ轉換器輸入端；所述Ａ／Ｄ轉換器輸出端通過電路線連接數字處理器輸入端；所述數字處理器有兩個輸出端，其中一個輸出端通過電路線連接ＡＲＭ控制器的一個輸入端；所述ＡＲＭ控制器的輸入端為兩個，ＡＲＭ控制器的另一個輸入端連接一電路線，所述ＡＲＭ的輸出端連接輸出端電路線；所述數字處理器的另一個輸出端通過電路線連接Ｄ／Ａ轉換芯片的輸入端，所述Ｄ／Ａ轉換芯片的輸出端連接一輸出電路線。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高雙，張叢，
申請(專利權)人：上海海事大學，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]