[发明专利]一种磁通门磁强计感应信号高速处理装置

说明书

本发明公开一种磁通门磁强计感应信号高速处理装置，包括：LC谐振选频电路，用于选取感应信号中的二次谐波信号；前置放大电路，用于对所述二次谐波信号进行信号放大；ADC采样电路，用于将放大后的二次谐波信号转为数字信号；ADC控制模块，用于通过设置采样率和采样时刻，控制ADC采集电路完成转换；匹配检波模块，用于将采样后的二次谐波信号转为与外界磁场信号相对应的信号；积分器，用于对匹配检波处理后的信号进行平滑处理。采用本发明的技术方案，具有处理速度快，占用系统资源少的特点，可提高数据输出速率、磁通门磁强计的时间分辨率，同时可提高设备的噪声水平和稳定性。

技术领域

本发明属于磁强计设备技术领域，尤其涉及一种磁通门磁强计感应信号高速处理装置。

背景技术

磁通门磁强计是用来测量磁感应强度的传感器，在工业、农业、交通、运输、国防、航空航天、海洋、气象、医疗卫生等领域均有广泛应用。尤其在地质勘探领域,它可用于地磁场变化监测和地质年代检测。磁通门磁强计主要是用电路来提取感应信号的二次谐波作为外界磁场的度量，现在大多磁通门磁强计仍采用模拟电路实现二次谐波信号的提取，这种方式抗干扰能力差，数字磁通门磁强计多采用带通滤波的方式提取二次谐波，这种方式一是不能准确的只将二次谐波提取，由于滤波器带宽问题会引入噪声，同时在外界磁场很小的情况下，二次谐波分量成分很小，带通滤波的效果不好。二是使用带通滤波方式需要使用感应信号的多倍频速率采样，滤波的计算方式数据处理计算量大，对于一些计算能力受限的嵌入式磁通门磁强计不能实现这种复杂的计算。因此目前数字磁通门往往对于磁场处理需要额外使用专门的信号处理芯片如DSP芯片，这样不但使系统复杂，功耗高，而且磁通门磁强计的分辨率和噪声水平也提高有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种磁通门磁强计的感应信号高速处理装置，利用数字信号处理方法，实现了感应信号的快速处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种磁通门磁强计感应信号高速处理装置，包括：

LC谐振选频电路，用于选取感应信号中的二次谐波信号；

前置放大电路，用于对所述二次谐波信号进行信号放大；

ADC采样电路，用于将放大后的二次谐波信号转为数字信号；

ADC控制模块，用于通过设置采样率和采样时刻，控制ADC采集电路完成转换；

匹配检波模块，用于将采样后的二次谐波信号转为与外界磁场信号相对应的信号；

积分器，用于对匹配检波处理后的信号进行平滑处理。

作为优选，根据调整LC谐振选频电路中的电容参数与探头中线圈的电感参数，使得电路在感应信号二次谐波频率上发生谐振。

作为优选，ADC控制模块的控制采样频率为感应信号的2倍。

作为优选，ADC控制模块的采样时刻是感应信号与参考波形匹配滤波后的波峰位置。

作为优选，所述参考波形是在正负相反的外界磁场下获得感应信号经去掉直流偏置以及由激励信号引起的不对称后生成的波形。

作为优选，所述ADC控制模块设置的ADC采样时刻根据以下方式确定：

1）获取与磁通门磁强计探头匹配的感应信号作为参考波形；

2）参考波形与实际的感应信号进行匹配滤波；

3）匹配滤波后的波形的峰值即为采样时刻。

作为优选，所述匹配检波模块将每个周期采样的数据乘以匹配参考波形对应的振幅系数，得到与外界磁场对应的信号。