CN212381116U - 一种用于水环境监测的无线信号调节电路 - Google Patents
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Abstract
实用新型公开了一种用于水环境监测的无线信号调节电路，包括：消抖触发单元、浪涌缓冲单元、电平转换单元、信号滤波单元、信号放大单元，所述消抖触发单元在输入电源通断控制时对产生的抖动进行消除；所述浪涌缓冲单元是将信号传输线的瞬时过电压限制在设备与运行器件所能承受的电压范围内；所述电平转换单元中通过三极管Q2的通断控制电压的输出，进而给下一级模块提供安全电压；所述信号滤波单元中电容C4和电容C5组成滤波电路；所述信号放大模块对信号滤波单元调节后的信号进行放大，从而提高信号的传输范围；本实用新型通过对电源和信号进行调节，从而提高信号运算及信号传输质量，减少信号干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种，尤其是一种用于水环境监测的无线信号调节电路。
背景技术
随着我国经济水平的不断提升和城市化建设的不断加快，人们对于生活水平和生活质量的要求越来越高，水质环境的检测对于生活用水以及其他用水质量的监控以及人们的生命健康安全具有重要意义，当前，由于我国工业化的发展使得我国的水质环境的稳定性被破坏，水环境出现质量问题，从而需要对水质环境进行时刻的监测，进而获取水质数据。
现有的水环境监测电路无法在输入电源通断控制时对产生的抖动进行消除，进而降低内部元器件的使用寿命，降低电压的转换质量以及影响信号调节电路供电电源的稳定；在信号传输时无法限制线路中产生的过电压，进而造成电压冲击使内部器件受到损伤，在对接收的检测信号进行放大传输时无法瞬间启动运算放大器，从而造成信号延迟响应。
因此，根据上述出现的问题，设计了一种用于水环境监测的无线信号调节电路，以解决上述问题。
实用新型内容
实用新型目的：提供一种用于水环境监测的无线信号调节电路，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：一种用于水环境监测的无线信号调节电路，包括：消抖触发单元、浪涌缓冲单元、电平转换单元、信号滤波单元、信号放大单元，所述消抖触发单元在输入电源通断控制时对产生的抖动进行消除；而电容C2接地消除触发器U3运行时产生的干扰频段；所述浪涌缓冲单元是将信号传输线的瞬时过电压限制在设备与运行器件所能承受的电压范围内，保护元器件以及输出电压不受冲击而损坏，而电感L1用于稳定电流的传输；所述电平转换单元中通过三极管Q2的通断控制电压的输出，进而给下一级模块提供安全电压；所述信号滤波单元中电容C4和电容C5组成滤波电路，而电容C4用于减小波纹，电容C5用于滤除高频的杂波；所述信号放大模块对信号滤波单元调节后的信号进行放大，从而提高信号的传输范围，而电容C6用于给运算放大器U2提供储存电源，提高运算响应；本实用新型通过对电源和信号进行调节，从而提高信号运算及信号传输质量，减少信号干扰。
在进一步的实施例中，所述消抖触发单元包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、触发器U3、电容C1、电容C2、电阻R2，其中所述二极管D2负极端分别与输入端口IN、二极管D1负极端连接；所述二极管D2正极端分别与二极管D1正极端、电阻R1一端、触发器U3引脚4连接；所述电阻R1另一端分别与输入电源+24V、触发器U3引脚8连接；所述电阻R2一端分别与触发器U3引脚7和引脚6、电容C2一端连接；所述电阻R2另一端与地线GND连接；所述电容C2另一端分别与触发器U3引脚1、电容C1一端、地线GND连接；所述电容C1另一端与触发器U3引脚2连接。
在进一步的实施例中，所述浪涌缓冲单元包括电感L1、电容C8、三极管Q1、二极管D4、二极管D3、电容C3、电阻R3，其中所述电感L1一端分别与三极管Q1基极端、电容C8一端、电阻R1另一端、输入电源+24V、触发器U3引脚8和引脚3连接；所述电感L1另一端分别与三极管Q1集电极端、电容C3一端连接；所述三极管Q1发射极端分别与二极管D4负极端、二极管D3负极端连接；所述电容C3另一端分别与二极管D3正极端、电阻R3一端连接；所述电阻R3另一端分别与二极管D4正极端、电容C8另一端、二极管D2负极端、输入端口IN、二极管D1负极端连接。
在进一步的实施例中，所述电平转换单元包括电阻R8、三极管Q2、电阻R9，其中所述电阻R8一端分别与二极管Q1发射极端、二极管D4负极端、二极管D3负极端连接；所述电阻R8另一端与三极管Q2基极端连接；所述三极管Q2集电极端分别与电感L1一端、三极管Q1基极端、电容C8一端、电阻R1另一端、输入电源+24V、触发器U3引脚8和引脚3连接；所述三极管Q2发射极端与电阻R9一端连接；所述电阻R9另一端与地线GND连接。
在进一步的实施例中，所述信号滤波单元包括电阻R4、电阻R5、电容C4、电容C5、电阻R7、运算放大器U1、电阻R6，其中所述电阻R4一端分别与电阻R3另一端、二极管D4正极端、电容C8另一端、二极管D2负极端、输入端口IN、二极管D1负极端连接；所述电阻R4另一端分别与电阻R5一端、电容C4负极端连接；所述电容C4正极端分别与电容C5负极端、地线GND连接；所述电阻R5另一端分别与电容C5正极端、运算放大器U1引脚3连接；所述运算放大器U1引脚2分别与电阻R6一端、电阻R7一端连接；所述电阻R6另一端分别与运算放大器U1引脚4、地线GND连接；所述电阻R7另一端与运算放大器U1引脚6连接；所述运算放大器U1引脚7分别与三极管Q2发射极端、电阻R9一端连接。
在进一步的实施例中，所述信号放大单元包括电阻R11、电阻R12、电阻R10、电容C7、运算放大器U2、电容C6，其中所述电阻R11一端分别与电阻R7另一端、运算放大器U1引脚6连接；所述电阻R11另一端分别与电容C6正极端、电阻R10一端、电阻R12一端、运算放大器U2引脚3连接；所述运算放大器U2引脚7分别与运算放大器U1引脚7、三极管Q2发射极端、电阻R9一端连接；所述运算放大器U2引脚2分别与电阻R6另一端、运算放大器U1引脚4、地线GND连接；所述运算放大器U2引脚4分别与电容C7负极端、地线GND连接；所述电容C7正极端与电阻R12另一端连接；所述电容C6负极端分别与电阻R10另一端、运算放大器U2引脚6、输出端OUT连接。
在进一步的实施例中，所述二极管D3、所述二极管D4型号均为稳压二极管；所述三极管Q1、所述三极管Q2型号均为NPN；所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7型号均为电解电容；所述触发器U3型号为555。
有益效果：本实用新型设计一种用于水环境监测的无线信号调节电路，在输入电源通断控制时无法对产生的抖动进行消除，通过设计消抖触发单元对电源通断中产生的抖动进行消除，防止电源断开时出现回流现象，进而减少对内部元器件的损伤，而电容C2接地消除触发器U3运行中产生的干扰波段，从而提高电压的转换质量，以及信号调节供电电源的稳定，而在信号传输时无法限制线路中产生的过电压，进而造成电压冲击使内部器件受到损伤，从而通过消抖触发单元下一级设置浪涌缓冲单元进而将信号传输线产生的瞬时过电压限制在设备与运行器件所能承受的范围内，进而保护元器件以及食醋胡电压的不受冲击电压的损坏；在对接收的检测信号进行放大传输时无法瞬间启动运算放大器，通过在信号放大模块中将电容C6用于电源储存元器件，从而对传输的电压进行储存，进而给运算放大器U2提供启动运行电压，从而提高信号传输的响应速度，进而减少信号延迟响应。
附图说明
图1是本实用新型模块电路分布图。
图2是本实用新型消抖触发单元电路图。
图3是本实用新型浪涌缓冲单元电路图。
图4是本实用新型电平转换单元电路图。
图5是本实用新型信号滤波单元电路图。
图6是本实用新型信号放大单元电路图。
具体实施方式
参见图1至图6所示，一种用于水环境监测的无线信号调节电路，包括：所述消抖触发单元包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、触发器U3、电容C1、电容C2、电阻R2。
所述浪涌缓冲单元包括电感L1、电容C8、三极管Q1、二极管D4、二极管D3、电容C3、电阻R3。
所述电平转换单元包括电阻R8、三极管Q2、电阻R9。
所述信号滤波单元包括电阻R4、电阻R5、电容C4、电容C5、电阻R7、运算放大器U1、电阻R6。
所述信号放大单元包括电阻R11、电阻R12、电阻R10、电容C7、运算放大器U2、电容C6。
所述消抖触发单元中所述二极管D2负极端分别与输入端口IN、二极管D1负极端连接；所述二极管D2正极端分别与二极管D1正极端、电阻R1一端、触发器U3引脚4连接；所述电阻R1另一端分别与输入电源+24V、触发器U3引脚8连接；所述电阻R2一端分别与触发器U3引脚7和引脚6、电容C2一端连接；所述电阻R2另一端与地线GND连接；所述电容C2另一端分别与触发器U3引脚1、电容C1一端、地线GND连接；所述电容C1另一端与触发器U3引脚2连接。
所述浪涌缓冲单元中所述电感L1一端分别与三极管Q1基极端、电容C8一端、电阻R1另一端、输入电源+24V、触发器U3引脚8和引脚3连接；所述电感L1另一端分别与三极管Q1集电极端、电容C3一端连接；所述三极管Q1发射极端分别与二极管D4负极端、二极管D3负极端连接；所述电容C3另一端分别与二极管D3正极端、电阻R3一端连接；所述电阻R3另一端分别与二极管D4正极端、电容C8另一端、二极管D2负极端、输入端口IN、二极管D1负极端连接。
所述电平转换单元中所述电阻R8一端分别与二极管Q1发射极端、二极管D4负极端、二极管D3负极端连接；所述电阻R8另一端与三极管Q2基极端连接；所述三极管Q2集电极端分别与电感L1一端、三极管Q1基极端、电容C8一端、电阻R1另一端、输入电源+24V、触发器U3引脚8和引脚3连接；所述三极管Q2发射极端与电阻R9一端连接；所述电阻R9另一端与地线GND连接。
所述信号滤波单元中所述电阻R4一端分别与电阻R3另一端、二极管D4正极端、电容C8另一端、二极管D2负极端、输入端口IN、二极管D1负极端连接；所述电阻R4另一端分别与电阻R5一端、电容C4负极端连接；所述电容C4正极端分别与电容C5负极端、地线GND连接；所述电阻R5另一端分别与电容C5正极端、运算放大器U1引脚3连接；所述运算放大器U1引脚2分别与电阻R6一端、电阻R7一端连接；所述电阻R6另一端分别与运算放大器U1引脚4、地线GND连接；所述电阻R7另一端与运算放大器U1引脚6连接；所述运算放大器U1引脚7分别与三极管Q2发射极端、电阻R9一端连接。
所述信号放大单元中所述电阻R11一端分别与电阻R7另一端、运算放大器U1引脚6连接；所述电阻R11另一端分别与电容C6正极端、电阻R10一端、电阻R12一端、运算放大器U2引脚3连接；所述运算放大器U2引脚7分别与运算放大器U1引脚7、三极管Q2发射极端、电阻R9一端连接；所述运算放大器U2引脚2分别与电阻R6另一端、运算放大器U1引脚4、地线GND连接；所述运算放大器U2引脚4分别与电容C7负极端、地线GND连接；所述电容C7正极端与电阻R12另一端连接；所述电容C6负极端分别与电阻R10另一端、运算放大器U2引脚6、输出端OUT连接。
工作原理：电阻R1获取输入电源+24V，从而采用串联分压特性，调节输出电压值，来满足触发器U3所需工作电压，而二极管D2和二极管D1限制电压的传输方向，消抖触发单元中触发器U3在输入电源通断控制时对产生的抖动进行消除；再通过电容C2接地消除触发器U3运行时产生的干扰频段；而浪涌缓冲单元通过将信号传输线的瞬时过电压限制在设备与运行器件所能承受的电压范围内，保护元器件以及输出电压不受冲击而损坏，而电感L1用于稳定电流的传输，三极管Q1作为无触点开关，控制电信号的通断，电容C8提供储存电能，提高三极管Q1通断响应速度，再通过电平转换单元中通过三极管Q2的通断控制电压的输出，进而给信号滤波单元和信号放大单元提供安全电压，通过三极管Q2基极端于与集电极端的变化调节发射极端输出电压；再通过信号滤波单元中电容C4和电容C5组成滤波电路，对输入的信号进行过滤，而电容C4用于减小波纹，电容C5用于滤除高频的杂波；再通过信号放大模块对信号滤波单元调节后的信号进行放大，从而提高信号的传输范围，而电容C6用于给运算放大器U2提供储存电源，提高运算响应，从而提高信号运算及信号传输质量，减少信号干扰。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于水环境监测的无线信号调节电路，其特征是，包括：消抖触发单元、浪涌缓冲单元、电平转换单元、信号滤波单元、信号放大单元，所述消抖触发单元在输入电源通断控制时对产生的抖动进行消除；而电容C2接地消除触发器U3运行时产生的干扰频段；所述浪涌缓冲单元是将信号传输线的瞬时过电压限制在设备与运行器件所能承受的电压范围内，保护元器件以及输出电压不受冲击而损坏，而电感L1用于稳定电流的传输；所述电平转换单元中通过三极管Q2的通断控制电压的输出，进而给下一级模块提供安全电压；所述信号滤波单元中电容C4和电容C5组成滤波电路，而电容C4用于减小波纹，电容C5用于滤除高频的杂波；所述信号放大模块对信号滤波单元调节后的信号进行放大，从而提高信号的传输范围，而电容C6用于给运算放大器U2提供储存电源，提高运算响应；所述消抖触发单元包括二极管D1、二极管D2、电阻R1、触发器U3、电容C1、电容C2、电阻R2，其中所述二极管D2负极端分别与输入端口IN、二极管D1负极端连接；所述二极管D2正极端分别与二极管D1正极端、电阻R1一端、触发器U3引脚4连接；所述电阻R1另一端分别与输入电源+24V、触发器U3引脚8连接；所述电阻R2一端分别与触发器U3引脚7和引脚6、电容C2一端连接；所述电阻R2另一端与地线GND连接；所述电容C2另一端分别与触发器U3引脚1、电容C1一端、地线GND连接；所述电容C1另一端与触发器U3引脚2连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于水环境监测的无线信号调节电路，其特征是：所述浪涌缓冲单元包括电感L1、电容C8、三极管Q1、二极管D4、二极管D3、电容C3、电阻R3，其中所述电感L1一端分别与三极管Q1基极端、电容C8一端、电阻R1另一端、输入电源+24V、触发器U3引脚8和引脚3连接；所述电感L1另一端分别与三极管Q1集电极端、电容C3一端连接；所述三极管Q1发射极端分别与二极管D4负极端、二极管D3负极端连接；所述电容C3另一端分别与二极管D3正极端、电阻R3一端连接；所述电阻R3另一端分别与二极管D4正极端、电容C8另一端、二极管D2负极端、输入端口IN、二极管D1负极端连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于水环境监测的无线信号调节电路，其特征是：所述电平转换单元包括电阻R8、三极管Q2、电阻R9，其中所述电阻R8一端分别与二极管Q1发射极端、二极管D4负极端、二极管D3负极端连接；所述电阻R8另一端与三极管Q2基极端连接；所述三极管Q2集电极端分别与电感L1一端、三极管Q1基极端、电容C8一端、电阻R1另一端、输入电源+24V、触发器U3引脚8和引脚3连接；所述三极管Q2发射极端与电阻R9一端连接；所述电阻R9另一端与地线GND连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于水环境监测的无线信号调节电路，其特征是：所述信号滤波单元包括电阻R4、电阻R5、电容C4、电容C5、电阻R7、运算放大器U1、电阻R6，其中所述电阻R4一端分别与电阻R3另一端、二极管D4正极端、电容C8另一端、二极管D2负极端、输入端口IN、二极管D1负极端连接；所述电阻R4另一端分别与电阻R5一端、电容C4负极端连接；所述电容C4正极端分别与电容C5负极端、地线GND连接；所述电阻R5另一端分别与电容C5正极端、运算放大器U1引脚3连接；所述运算放大器U1引脚2分别与电阻R6一端、电阻R7一端连接；所述电阻R6另一端分别与运算放大器U1引脚4、地线GND连接；所述电阻R7另一端与运算放大器U1引脚6连接；所述运算放大器U1引脚7分别与三极管Q2发射极端、电阻R9一端连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于水环境监测的无线信号调节电路，其特征是：所述信号放大单元包括电阻R11、电阻R12、电阻R10、电容C7、运算放大器U2、电容C6，其中所述电阻R11一端分别与电阻R7另一端、运算放大器U1引脚6连接；所述电阻R11另一端分别与电容C6正极端、电阻R10一端、电阻R12一端、运算放大器U2引脚3连接；所述运算放大器U2引脚7分别与运算放大器U1引脚7、三极管Q2发射极端、电阻R9一端连接；所述运算放大器U2引脚2分别与电阻R6另一端、运算放大器U1引脚4、地线GND连接；所述运算放大器U2引脚4分别与电容C7负极端、地线GND连接；所述电容C7正极端与电阻R12另一端连接；所述电容C6负极端分别与电阻R10另一端、运算放大器U2引脚6、输出端OUT连接。
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