低频电磁超声导波接收信号的放大方法和装置的制造方法_3

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大电路10-2和放大电路10-3( S卩,第三间隔)、放大电路10-3和放大电路10-4(8卩,第四间隔)之间均设置一个第一隔直电路30-1;或者在上述第一间隔,第二间隔,第三间隔和第四间隔中任选一个间隔、任选两个间隔或者任选三个间隔均设置一个第一隔直电路30-1。
[0046]需要说明的是,在本发明实施例中,多级放大电路并不限于四级放大电路,因此,可以在保护电路和多级放大电路之间,以及多级放大电路中的每级放大电路之间均设置一个第一隔直电路,或者在保护电路和多级放大电路之间的间隔,以及多级放大电路中的每级放大电路之间的间隔中任选一个或者多个间隔放置一个第一隔直电路。
[0047]图2是根据本发明实施例的另一种可选地低频电磁超声导波接收信号的放大装置的示意图。
[0048]在本发明实施例中,以多级放大电路为四级放大电路、第一目标信号为低频电磁超声导波接收信号,初始高压信号为高压射频交叉感应信号进行说明。
[0049 ] 如图2所示,多级放大电路包括放大电路I O-1、放大电路10-2、放大电路10-3和放大电路10-4,且每一级放大电路均并联一个钳位电路,分别为钳位电路20-1、钳位电路20-
2、钳位电路20-3和钳位电路20-4。如图2所示,作为优选,为了保证检测到的低频电磁超声导波接收信号的准确度,在本发明实施例中,在保护电路40和放大电路10-1之间(S卩,第一间隔)设置第一隔直电路30-1,并在放大电路10-2和放大电路10-3之间(S卩,第三间隔)设置第一隔直电路30-1,以及设置在多级放大电路的输出端设置第二隔直电路30-2。
[0050]具体地,第一目标信号由第一隔直电路30-1交流耦合至第一级放大电路10-1的输入端;第一级放大电路10-1首先对保护电路40限幅之后的初始高压信号按照第一预设倍数Al进行放大,输出得到第一高压信号VI,再通过钳位电路20-1将第一级放大电路放大之后的第一高压信号Vl进行限幅,将该第一高压信号Vl的幅值钳制在一定范围,以免过大的输出信号使得后续电路一直处于饱和状态,难以快速恢复。然后,第一级放大电路10-1对紧随限幅后的第一目标信号(例如,低频电磁超声导波接收信号)按照第一预设倍数Al进行放大,输出第二目标信号,此时,钳位电路20-1对低频电磁超声导波接收信号的放大过程不产生任何影响。
[0051 ]经第一级放大电路10-1和钳位电路20-1处理之后的第一高压信号Vl和第二目标信号直流耦合至第二级放大电路10-2和钳位电路20-2的输入端,第二级放大电路10-2首先对经钳位电路20-1钳位后的第一高压信号Vl按照第二预设倍数A2进行放大,输出得到第二高压信号V2,并通过钳位电路20-2将第二级放大电路10-2输出的第二高压信号V2的幅值钳制在一定范围,以免过大的输出信号使得后续电路一直处于饱和状态,难以快速恢复。然后,第二级放大电路10-2对紧随限幅后的第二目标信号(例如,低频电磁超声导波接收信号)按照第二预设倍数A2进行放大,输出第三目标信号。此时,钳位电路20-2对该放大过程不产生任何影响。然后,通过位于第三间隔的第一隔直电路30-1过滤第二级放大电路10-2和钳位电路20-2处理后的第二目标信号和高压信号中的直流信号,并交流耦合至第三级放大电路10-3的输入端。
[0052]经第二级放大电路10-2和钳位电路20-2处理后的第三目标信号和第二高压信号V2交流耦合至第三级放大电路10-3和钳位电路20-3的输入端,第三级放大电路10-3首先对钳位电路20-2钳位后的第二高压信号V2进行放大,输出得到第三高压信号V3,并通过钳位电路20-3将第三级放大电路10-3输出的第三高压信号V3的幅值钳制在一定范围,以免过大的输出信号使得后续电路一直处于饱和状态,难以快速恢复。然后,第三级放大电路10-3对紧随限幅后的第三目标信号(例如,低频电磁超声导波接收信号)按照第三预设倍数A3进行放大,输出第四目标信号。此时,钳位电路20-3对该放大过程不产生任何影响。
[0053]经第三级放大电路10-3和钳位电路20-3处理后的第四目标信号和第三高压信号V3直流耦合至第四级放大电路10-4和钳位电路20-4的输入端,第四级放大电路10-4首先对钳位电路20-4钳位后的高压信号进行放大,输出得到第四高压信号V4,并通过钳位电路20-4将第四级放大电路10-4输出的第四高压信号V4的幅值钳制在一定范围,以免过大的输出信号使得后续电路一直处于饱和状态,难以快速恢复。然后,第四级放大电路10-4对紧随限幅后的第四目标信号(例如,低频电磁超声导波接收信号)按照第四预设倍数A4进行放大,输出第五目标信号。此时,钳位电路20-4对该放大过程不产生任何影响。经第四级放大电路10-4和钳位电路20-4处理后的第五目标信号和高压信号再经第二隔直电路30-2交流耦合至电路的输出端口。
[0054]需要说明的是,上述第一预设倍数Al、第二预设倍数A2、第三预设倍数A3和第四预设倍数A4可以选取为相同的倍数,还可以选取为不相同的倍数。
[0055]图3是根据本发明可选实施例的一种低频电磁超声导波接收信号的放大电路结构图。在本发明实施例中,多级放大电路以四级放大电路为例进行说明。
[0056]在本发明实施例中,多级放大电路中每级放大电路均包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电容和第四电阻,其中:运算放大器的输出端为放大电路的输出端;第一电阻的第一端与运算放大器的反向输入端相连接,第一电阻的第二端接收目标信号;第二电阻的第一端与运算放大器的反向输入端相连接,第二电阻的第二端与第三电阻的第一端相连接;第三电阻的第二端与运算放大器的输出端相连接;电容的第一端与运算放大器的反向输入端相连接,电容的第二端与运算放大器的输出端相连接;第四电阻的第一端与运算放大器的正向输入端相连接,第四电阻的第二端接地。
[0057]在本发明实施例中,第一限幅电路和第二限幅电路均包括第一二极管和第二二极管,其中:第一二极管的阳极与变压器的一次侧的第一端相连接,第一二极管的阴极与变压器的一次侧的第二端相连接;第二二极管的阳极与第一二极管的阴极相连接,第二二极管的阴极与第一二极管的阳极相连接。
[0058]如图3所示,第一级放大电路10-1包括:运算放大器Ul,第一电阻Rl,第二电阻R2,第三电阻R3,电容Cl,第四电阻R4。钳位电路20-1包括第一三极管Ql和第二三极管Q2。
[0059]第一级放大电路10-1中,电阻R2和R3串联,再与电容Cl并联作为反馈电路接在放大器Ul的反向输入端和输出端之间,串联电阻R2和R3主要起放大作用,电容Cl主要用于提高电路的稳定性。如图3所示,钳位电路20-1的三极管Ql和Q2的发射极同时接在放大器Ul的反向输入端,三极管Ql和Q2的集电极基极同时接在放大器Ul的输出端,三极管Ql和Q2的基极同时接在电阻R2和R3的连接点,该三极管Ql和Q2主要起钳位作用,用于限制第一级放大电路10-1输出的高压信号的幅值,以抑制高压信号导致后续电路过饱和,同时对后级电路起到保护作用。经钳位电路20-1限幅后输出的第一高压信号Vl和经第一级放大电路10-1放大后的低频电磁超声导波接收信号提供给第二级放大电路10-2和钳位电路20-2的输入端。其中,在第一级放大电路10-1和保护电路40之间可以设置第一隔直电路30-1(如图3中所示电容C5),用于对保护电路输出的第一目标信号进行过滤,过滤直流信号。
[0060]如图3所示,第二级放大电路10-2包括:运算放大器U2,第一电阻R5,第二电阻R6,第三电阻R7,电容C2,第四电阻R8。钳位电路20-2包括第一三极管Q3和第二三极管Q4。
[0061 ]第二级放大电路10-2中,电阻R6和R7串联,再与电容C2并联作为反馈电路接在放大器U2的反向输入端和输出端之间,串联电阻R6和R7主要起放大作用,电容C2主要用于提高电路的稳定性。如图3所示,钳位电路20-2的三极管Q3和Q4的发射极同时接在放大器U2的反向输入端,三极管Q3和Q4的集电极同时接在放大器U2的输出端,三极管Q3和Q4的基极同时接在电阻R6和R7的连接点,该三极管Q3和Q4主要起钳位作用,用于限制第二级放大电路10-2输出的高压信号的幅值,以抑制高压信号导致后续电路过饱和,同时对后级电路起到保护作用。经钳位电路20-2限幅后的第二高压信号V2和经第二级放大电路10-2放大后的低频电磁超声导波接收信号(即,第三目标信号)提供给第三间隔的第一隔直电路30-1,第三间隔的第一隔直电路30-1用于过滤其中的直流信号,并将过滤后的信号交流耦合至第三级放大电路10-3。其中,如图3所示,第三间隔的第一隔直电路30-1可以为电容C6。
[0062]如图3所示,第三级放大电路10-3包括:运算放大器U3,第一电阻R9,第二电阻R10,第三电阻Rll,电容C3,第四电阻R12。钳位电路20-3包括第一三极管Q5和第二三极管Q6。
[0063]在第三级放大电路10-3中,电阻RlO和Rll串联,再与电容C3并联作为反馈电路接在放大器U3的反向输入端和输出端之间,串联电阻RlO和Rll主要起放大作用,电容C3主要用于提高电路的稳定性。如图3所示,钳位电路20-3的三极管Q5和Q6的发射极同时接在放大器U3的反向输入端,三极管Q5和Q6的集电极同时接在放大器U3的输出端,三极管Q5和Q6的基极同时接在电阻RlO和Rll的连接点,该三极管Q5和Q6主要起钳位作用,用于限制第三级放大电路10-3输出的第三高压信号V
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