[发明专利]弱信号检测仪器中有用信号频带内工频谐波干扰抑制电路

说明书

技术领域

本发明涉及检测仪器的接收放大滤波部分，是利用频率、相位、幅度全面跟踪技术，补偿有用信号频带内工频谐波造成干扰的电路。

背景技术

在弱信号检测仪器中，需要提高信噪比。提高信噪比的最有效手段是用尽可能窄的带通滤波器滤除有用信号频带以外的噪声与干扰。但有的干扰正好就在有用信号频带内，这种干扰信号的幅度、频率及相位在短时间内变化不大。由于陷波器有一定的阻带宽度，如果用普通陷波器或跟踪陷波器滤除这种干扰，会损失一部分有用信号频率成分。所以就需要发明一种电路，在几乎不损失有用信号频率成分的前提下滤除有用信号频带内的这种干扰。例如在核磁共振找水仪中，工频谐波，尤其是奇次谐波就是这样一种干扰。

利用核磁共振原理寻找地下水是近年来发展起来的一种新技术。它有唯一解、速度快和成本低的特点，但其信号只有数纳伏到数百纳伏量级，极易受周围环境干扰影响而使结果模糊甚至无法工作。核磁共振找水仪的信号频率是与地磁场成正比的拉莫尔频率，它在全球范围内为1.278KHz～2.556KHz。这个频率范围以外的干扰可以用严密的屏蔽措施加上大陡度的宽带滤波器滤除。为了更彻底地滤除干扰，核磁共振找水仪放大器用中心频率为被测点拉莫尔频率，带宽为100Hz，中心频率可程控的滤波器进一步滤波。但是总会有至少一个工频奇次谐波频率干扰落在这个频带内。有时这个工频谐波干扰幅度比有用信号幅度大得多。由于工频频率最大可能有1％的频率漂移，所以这个干扰可能最大有26Hz的频率漂移，它与有用信号的相位差是不确定的，它的幅度也是不确定的，所以不能用固定频率的陷波器滤除。又因为陷波器有一定的阻带宽度，所以也不能用中心频率可程控的陷波器滤除，否则会造成很大的信号失真。

本发明提供了一种新的电路，可以实时地跟踪这种干扰的频率、相位和幅度，将其从接收信号中滤除，而不影响其它有用信号，甚至不影响和这种干扰频率重叠的有用信号频率成分。

其他凡是具有这种有用信号频带内含有工频谐波造成的干扰的检测仪器，都可用这种电路抑制这种干扰。其实不仅是工频谐波造成的干扰，凡是频率、相位、幅度短时间内仅在一个很小的范围内变化的电信号干扰也都可用这种电路抑制。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种有效地抑制检测仪器中有用信号频带内的工频谐波干扰，而尽可能地避免这一抑制干扰过程对有用信号削弱的弱信号检测仪器中有用信号频带内工频谐波干扰抑制电路。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

主微处理器1通过第一控制线2和第二控制线16连接从微处理器3，主微处理器1经电源电容充电控制电路21与发射机22连接，主微处理器1通过第三控制线20与K1连接从而控制信号传感器9与阻抗匹配网络18的接通与断开，阻抗匹配网络18经前置放大器10、宽带滤波器19、程控窄带滤波器5和减法器8连接至程控放大器11，程控放大器11与输出信号包络检测器13连接，输出信号包络检测器13通过第四控制线14和数据总线15与从微处理器3连接，程控放大器11经第五控制线17与从微处理器3连接，程控放大器11经锁相环12与DDS信号发生器7连接，DDS信号发生器7与减法器8连接，从微处理器3通过第六控制线6与DDS信号发生器7连接，从微处理器3通过第七控制线4与程控窄带滤波器5连接，从微处理器3通过数据线23与锁相环12锁定标志端连接。

有益效果：本发明有效地抑制了检测仪器中有用信号频带内的工频谐波干扰，可以实时地跟踪这种干扰的频率、相位和幅度，将其从接收信号中滤除，而不影响其它有用信号，甚至不影响和这种干扰频率重叠的有用信号频率成分。

附图说明

附图为：弱信号检测仪器中有用信号频带内工频谐波干扰抑制电路框图。

1主微处理器，2第一控制线，3从微处理器，4第七控制线，5程控窄带滤波器，6第六控制线，7DDS信号发生器，8减法器，9信号传感器，10前置放大器，11程控放大器，12锁相环，13输出信号包络检测器，14第四控制线，16第二控制线，17第五控制线，20第三控制线，15、23数据总线，18阻抗匹配网络，19宽带滤波器，21电源电容充电控制电路，22发射机

具体实施方式

下面结合附图和实施例作进一步详细说明：