| 主权项 |
基于混沌振子的微弱信号检测电路，包括电源模块、控制模块、显示模块、输入模块、信号发生模块、幅值调整模块和混沌检测电路模块，其特征在于：电源模块为整个电路提供+15V、‑15V以及+5V的直流电压；控制模块主要控制信号发生模块产生控制信号并调整混沌检测电路模块的参数；显示模块显示混沌检测电路模块内控制信号的频率、强度以及系统检测频率扫描范围；输入模块调整系统扫频范围；信号发生模块发生所需要的控制信号；幅值调整模块将控制信号调整为混沌阈值，然后与待测信号合并后送入混沌检测电路模块；混沌检测模块包括三个子模块，分别是乘法运算模块、放大求和模块和积分运算模块，其中乘法运算模块对输入电压V2进行两次乘法运算后输出Vc1信号，放大求和模块对输入的Vc1信号进行放大，并与输入信号V2和待测信号进行求和运算，最后输出信号Vc2，积分运算模块对输入信号Vc2进行第一次积分运算获得电压V1，然后对V1进行第二次积分运算获得电压V2，最后将电信号V2输出给乘法运算模块和放大求和模块；所述的电源模块采用T‑50C开关电源，提供+15V、‑15V的直流电压，并通过AD7805芯片获得+5V直流电压；所述的控制模块包括微处理器芯片ATmega16A，电阻R501、电阻502、电阻503、电阻504、电阻505、电阻506、电阻507、电阻508、电阻509、电阻510、电容C501、电容C502、电容C503、电容C504、电容C505、电容C506、电容C507、电容C508、电容C509、电容C510、电容C511、电容C512、电感L501、电感L502、二极管D501、三极管Q501、三极管Q502、三极管Q503、三极管Q504、三极管Q505、三极管Q506、三极管Q507、三极管Q508、三极管Q509、继电器K501、继电器K502、继电器K503、继电器K504、继电器K505、继电器K506、继电器K507、继电器K508、蜂鸣器BUZZ；此模块中微处理器芯片起控制作用，微处理器芯片的第1引脚到第5引脚为输入模块的按键接口，读取输入模块的数据；第9引脚为复位电路；第7引脚、第8引脚、第14引脚、第15引脚以及第22引脚到第25引脚控制继电器K501、继电器K502、继电器K503、继电器K504、继电器K505、继电器K506、继电器K507、继电器K508的断开与闭合，由于继电器具有小电压控制大电流的特性，将每个继电器的控制端与微处理器芯片连接，将开关端与电容串联后接入混沌检测电路模块，进而通过微处理器芯片来控制混沌检测电路模块参数的调整，其中微处理器芯片的第7引脚、第8引脚、第14引脚、第15引脚控制积分运算模块中电容C306的改变，微处理器芯片的第22引脚到第25引脚控制中电容C301的改变，使混沌检测电路处于对微弱信号最敏感状态；微处理器芯片的第18引脚到第20引脚实现对幅值调整模块的控制；微处理器芯片的第21引脚控制蜂鸣器；微处理器芯片的第26引脚到第29引脚实现对信号发生模块的控制；微处理器芯片的第33引脚到第40引脚控制显示模块实时的显示控制信号的强度、频率以及扫频范围；所述的信号发生模块包括信号发生芯片AD9850BRS、晶振HOC‑50CN3、可调电阻RW1、可调电阻RW2、电容C401、电容C402、电容C403、电容C404、电容C405、电容C406、电容C407、电容C408、电容C409、电容C410、电容C411、电阻R401、电阻R402、电阻R403、电阻R404、电阻R405、电阻R406、电阻R407、电阻R408、电阻R409、电感L401以及电感L402；信号发生芯片AD950BRS的第7、8、22、25引脚分别与微处理器芯片的第27、28、26、29引脚相连，微处理器芯片通过这4个引脚控制信号发生芯片AD9850BRS产生需要的正弦信号，经过滤波以后送入幅值调整模块；所述的幅值调整模块包括A/D转换器TLC5615CD、基准源AD780、乘法器AD633JN、第一运算放大器芯片(U604A)、第二运算放大器(U605A)、电容C601、电容C602、电容C603、电容C604、电容C605、电容C606、电容C607、电容C608、电容C609、电阻R601、电阻R602、电阻R603、电阻R604、电阻R605；A/D转换器TLC5615CD的第5引脚到第7引脚分别与控制模块的微处理器芯片的第20、18、19引脚连接，A/D转换器TLC5615CD输出为乘法运算模块提供直流电压信号为X1,信号发生模块AD9850BRS生成正弦信号输入到A/D转换器TLC5615CD的第3引脚为Y1，经过乘法运算模块乘法运算以后输入到第一运算放大器芯片(U604A)以后得到需要的控制信号，然后将控制信号与待测微弱信号通过第二运算放大器(U605A)合并后输入到混沌检测电路模块；其中第一运算放大器芯片(U604A)和第二运算放大器(U605A)集成于第一OP177FP芯片；输入模块包括按键S801、按键S802、按键S803、按键S804、按键S805、按键S806、电阻R801、电阻R802、电阻R803，按键S801、按键S802、按键S803的一端接入控制模块中微处理器芯片ATmega16A的第4引脚，另一端分别接入微处理器芯片ATmega16A的第1、2、3引脚；按键S804、按键S805、按键S806一端并联后接入ATmega16A的第5引脚，另一端分别接入微处理器芯片ATmega16A的第1、2、3引脚，电源模块的+5V输出端分别与电阻R801、电阻R802、电阻R803的一端连接，电阻R801、电阻R802、电阻R803的另一端分别接入控制模块的微处理器芯片ATmega16A的第1、2、3引脚；显示模块包括一个显示屏HC2021、电阻R701、电阻R702、电阻R703、电阻704、电容C701、三极管Q701；显示屏HC2021的1脚接地，同时通过电容C701接入+5V电源，电源模块的+5V输出端与电阻R701连接，电阻R701的另一端与电阻R702一端同时接入显示屏HC2021的3脚，电阻R702的另一端接地；显示屏HC2021的4、5、6脚分别与控制模块中微处理器芯片ATmega16A的38、39、37脚相接；显示屏HC2021的11、12、13、14脚分别与微处理器芯片ATmega16A的36、35、34、33脚连接；显示屏HC2021的15引脚通过电阻R703接入电源模块的+5V电压；显示屏HC2021的16脚与三极管Q701的集电极连接，三极管Q701的基极通过电阻R704接入微处理器芯片ATmega16A的40脚，三极管Q701的发射极接地；所述的乘法运算模块包括第一四象限模拟乘法器AD633JN、第二四象限模拟乘法器AD633JN、电容C101、电容C102、电容C103以及电容C104；第一四象限模拟乘法器AD633JN用来对输入电压V1进行乘法运算，从而得到V1的二次方；第二四象限模拟乘法器AD633JN则是对第一四象限模拟乘法器AD633JN芯片7脚输出的电压和电压V1进行乘法运算，从而得到V1的三次方；电源模块的±15V输出端分别与第一四象限模拟乘法器AD633JN的8脚和5脚连接，为其提供工作电压；电源模块的±15V输出端分别与第二四象限模拟乘法器AD633JN的8脚和5脚连接，为其提供工作电压；乘法运算模块输入端电压为V1，其最终输出电压Vc1为V1的三次方；所述的放大求和模块包括第三运算放大器(U201)、第四运算放大器(U202)、第五运算放大器(U203)、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、电阻R206、电阻R207、电阻R208、电阻R209、电容C201、电容C202、电容C203、电容C204、电容C205以及电容C206；第三运算放大器(U201)对输入电压Vc1进行放大运算，第四运算放大器(U202)对输入电压V1和第三运算放大器(U201)的输出电压进行减法运算，第五运算放大器(U203)对待测微弱信号和第四运算放大器(U202)的输出电压进行加法运算，放大求和模块最终输出的信号为Vc2；电源模块的±15V输出端分别与第三运算放大器(U201)7脚和4脚连接，为其提供工作电压；电源模块的±15V输出端分别与第四运算放大器(U202)7脚和4脚连接，为其提供工作电压；电源模块的±15V输出端分别与第五运算放大器(U203)7脚和4脚连接，为其提供工作电压；第三运算放大器(U201)、第四运算放大器(U202)、第五运算放大器(U203)集成于第二OP177FP芯片；所述的积分运算模块包括第六运算放大器(U301)、第七运算放大器(U302)、第八运算放大器(U303)、电阻R301、电阻R302、电阻R303、电阻R304、电阻R305、电容C301、电容C302、电容C303、电容C304、电容C305、电容C306、电容C307以及电容C308；第六运算放大器(U301)对输入电压Vc2以及自身的反馈电压进行积分运算，第七运算放大器(U302)对第六运算放大器(U301)的输出电压进行反向运算，第八运算放大器(U303)对第七运算放大器(U302)输出的电压进行积分运算，积分运算模块最终输出的电压为V1；电源模块的±15V输出端分别与第六运算放大器(U301)7脚和4脚连接，为其提供工作电压；电源模块的±15V输出端分别与第七运算放大器(U302)7脚和4脚连接，为其提供工作电压；电源模块的±15V输出端分别与第八运算放大器(U303)7脚和4脚连接，为其提供工作电压；第六运算放大器(U301)、第七运算放大器(U302)、第八运算放大器(U303)集成于第三OP177FP芯片。 |
