专利汇可以提供一种海底三分量磁力仪的测量电路专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种海底三分量磁 力 仪的测量 电路 。本发明包括电源电路、 传感器 信号 采集电路、数据传输与存储电路、主控电路。其中电源电路包括+13V、‑13V、+5V、+3.3V输出电源电路,+6.5V缓冲 电压 电路、+5V偏置电压输出电路、+2.5V基准电压电源电路。传感器信号采集电路包括 数模转换 电路和三个结构相同的信号调理电路。本发明采用英国Bartington公司的磁通 门 传感器,利用了磁通门传感器的高灵敏度、高 分辨率 、低功耗特点,结合测量电路实现了海底三分量磁力测量。,下面是一种海底三分量磁力仪的测量电路专利的具体信息内容。
1.一种海底三分量磁力仪的测量电路,包括电源电路、传感器信号采集电路、数据传输与存储电路、主控电路,其特征在于:
所述的电源电路包括+13V输出电源电路、-13V输出电源电路、+6.5V缓冲电压电路、+5V偏置电压输出电路、+5V输出电源电路、+3.3V输出电源电路、+2.5V基准电压电源电路;电源电路负责提供正负13V电源给磁通门传感器供电,并通过+6.5V缓冲电压电路与线性电路得到纹波较小的5V和3.3V;其中5V给高精度模数转换器供电,+5V偏置电压输出电路为信号调理电路提供高精度,低温漂的偏置电压;+2.5V基准电压电源电路为模数转换芯片提供稳定的基准电压;
所述的传感器信号采集电路包括数模转换电路和三个结构相同的信号调理电路;
所述的信号调理电路包括运算放大器芯片IC11,电阻R16的一端、电阻R17的一端、电阻R18的一端接运算放大器芯片IC11的3脚,电阻R16的另一端接+5V偏置电压输出电路的+5V偏置电压输出端,电阻R18的另一端、运算放大器芯片IC11的4脚接地;运算放大器芯片IC11的2脚和1脚接电阻R19的一端,运算放大器芯片IC11的8脚和电容C25的一端接+5V输出电源电路的+5V电源输出端,电容C25的另一端接地;电阻R19的另一端和电容C26的一端接电阻R20的一端,电阻R20的另一端和电容C27的一端接运算放大器芯片IC11的5脚,电容C27的另一端接地;电容C26的另一端、运算放大器芯片IC11的6脚和7脚连接,作为信号调理电路的输出端;三个信号调理电路中的电阻R17的另一端分别作为三轴磁通门传感器M的三轴磁场电压信号的三个输入端;运算放大器芯片IC11采用德州仪器的精密运放芯片OPA2376;
所述的数模转换电路包括模数转换芯片IC12,电阻R21的一端、极性电容Cp14的正极、电容C29的一端、电容C30的一端接模数转换芯片IC12的4脚,电阻R21的另一端接+2.5V基准电压电源电路的+2.5V基准电压输出端,电阻R22的一端、极性电容Cp14的负极、电容C29的另一端、电容C30的另一端接模数转换芯片IC12的3脚,电阻R22的另一端接地;模数转换芯片IC12的1脚、极性电容Cp13的正极和电容C28的一端连接后接+5V输出电源电路的+5V电源输出端,极性电容Cp13的负极和电容C28的另一端接地;模数转换芯片IC12的6脚、8脚、10脚分别与三个信号调理电路的输出端连接;模数转换芯片IC12的5脚通过电阻R23与+2.5V基准电压电源电路的+2.5V基准电压输出端连接,模数转换芯片IC12的2脚接地;模数转换芯片IC12的14脚、15脚、16脚、电容C31的一端、极性电容Cp15的正极接+3.3V输出电源电路的+
3.3V电源输出端,模数转换芯片IC12的17脚、电容C31的另一端、极性电容Cp15的负极接地;
晶振Y1的一端和电容C33的一端接模数转换芯片IC12的19脚,晶振Y1的另一端和电容C32的一端接模数转换芯片IC12的18脚,电容C33的另一端和电容C32的另一端接地;电阻R24的一端接模数转换芯片IC12的24脚,电阻R25的一端接模数转换芯片IC12的23脚,电阻R26的一端接模数转换芯片IC12的22脚,电阻R27的一端接模数转换芯片IC12的21脚,电阻R28的一端接模数转换芯片IC12的20脚,电阻R28的另一端接地;模数转换芯片IC12采用德州仪器的
24位模数转换芯片ADS1256;
所述的数据传输与存储电路包括多通道RS-232线路驱动器/接收器IC13,多通道RS-
232线路驱动器/接收器IC13的1脚、3脚分别连接电容C34的两端,4脚、5脚分别连接电容C35的两端,15脚直接接地,6脚通过电容C36接地,2脚通过电容C37接地,16脚和电容C38的一端连接后接+3.3V输出电源电路的+3.3V电源输出端,电容C38的另一端接地;多通道RS-232线路驱动器/接收器IC13采用德州仪器的MAX3232芯片;
所述的主控电路包括主控芯片IC14,电容C39的一端和晶振Y2的一端接主控芯片IC14的5脚,电容C40的一端和晶振Y2的另一端接主控芯片IC14的6脚,电容C39的另一端和电容C40的另一端接地,主控芯片IC14的60脚通过电阻R29接地;电阻R30的一端、电容C41的一端、开关K1的一端接主控芯片IC14的7脚,电阻R30的另一端接+3.3V输出电源电路的+3.3V电源输出端,电容C41的另一端和开关K1的另一端连接后接地;主控芯片IC14的1脚接纽扣电池BT1的正极,纽扣电池BT1的负极接地,主控芯片IC14的32脚、48脚、64脚、19脚、13脚连接后接+3.3V输出电源电路的+3.3V电源输出端,主控芯片IC14的31脚、47脚、63脚、18脚、12脚连接后接地;主控芯片IC14的30脚通过电阻R31接发光二极管LED2的正极,发光二极管LED2的负极接地;电容C42的一端、电阻R32的一端、晶振Y3的一端接主控芯片IC14的3脚,电容C43的一端、电阻R32的另一端、晶振Y3的另一端接主控芯片IC14的4脚,电容C42的另一端和电容C43的另一端连接后接地;主控芯片IC14的34脚接数模转换电路中电阻R24的另一端,35脚接数模转换电路中电阻R26的另一端,36脚接数模转换电路中电阻R25的另一端,38脚接数模转换电路中电阻R27的另一端;主控芯片IC14的16脚接数据传输与存储电路中多通道RS-232线路驱动器/接收器IC13的10脚,主控芯片IC14的17脚接数据传输与存储电路中多通道RS-232线路驱动器/接收器IC13的9脚;主控芯片IC14的20脚、21引脚、22引脚、23引脚分别为片上外设SPI1的NSS、SCLK、MISO、MOSI引脚输出端,与TF卡的SPI总线连接;主控芯片IC14采用意法半导体的STM32F103RCT6芯片。
2.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的+13V输出电源电路包括开关电源芯片IC1和线性电源芯片IC2;开关电源芯片IC1的7脚和电容C1的一端接+24V电源,开关电源芯片IC1的6脚、9脚和电容C1的另一端接地;开关电源芯片IC1的
1脚接电容C2的一端,开关电源芯片IC1的8脚接电容C2的另一端、肖特基二极管D1的阴极接电感L1的一端,电感L1的另一端、电阻R1的一端、极性电容Cp1的正极、电容C3的一端、电容C4的一端、极性电容Cp2的正极接线性电源芯片IC2的3脚,电阻R1的另一端和电阻R2的一端接开关电源芯片IC1的4脚;电阻R3的一端和电阻R4的一端接线性电源芯片IC2的1脚,极性电容Cp3的正极和电阻R4的另一端接线性电源芯片IC2的2脚,作为+13V电源输出端,电阻R2的另一端、极性电容Cp1的负极、电容C3的另一端、电容C4的另一端、极性电容Cp2的负极、电阻R3的另一端、极性电容Cp3的负极接地;开关电源芯片IC1采用德州仪器的开关电源芯片TPS5430,线性电源芯片IC2采用凌特公司的线性电源芯片LT1086-ADJ。
3.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的-13V输出电源电路包括开关电源芯片IC3和线性电源芯片IC4;开关电源芯片IC3的7脚、电容C5的一端和电容C6的一端接+24V电源,电容C5的另一端接地;开关电源芯片IC3的1脚接电容C7的一端,开关电源芯片IC3的8脚、电容C7的另一端、肖特基二极管D2的阴极接电感L2的一端;电阻R5的一端、电阻R6的一端接开关电源芯片IC3的4脚,电容C6的另一端、电阻R5的另一端、极性电容Cp4的负极、电容C8的一端、电容C9的一端、电源芯片IC3的6脚和9脚接以及极性电容Cp5的负极接线性电源芯片IC4的2脚;电感L2的另一端、电阻R6的另一端、极性电容Cp4的正极、电容C8的另一端、电容C9的另一端相接并接地;电阻R7的一端和电阻R8的一端接线性电源芯片IC4的1脚,电阻R8的另一端、极性电容Cp6的负极相接,作为-13V电源输出端,电阻R7的另一端、极性电容Cp5的正极、电容Cp6的正极相接并接地;开关电源芯片IC3采用德州仪器的开关电源芯片TPS5430,线性电源芯片IC4采用德州仪器公司的线性电源芯片LM337。
4.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的+6.5V缓冲电压电路包括开关电源芯片IC5,开关电源芯片IC5的7脚、电容C10的一端和电容C11的一端接+24V电源,开关电源芯片IC5的6脚和9脚、电容C10的另一端和电容C11的另一端接地;开关电源芯片IC5的1脚接电容C12的一端,开关电源芯片IC5的8脚、电容C12的另一端、肖特基二极管D3的阴极接电感L3的一端,电感L1的另一端、电阻R9的一端、极性电容Cp7的正极、电容C13的一端、电容C14的一端接零欧姆电阻R11的一端,电阻R9的另一端和电阻R10的一端接开关电源芯片IC5的4脚;电阻R10的另一端、极性电容Cp7的负极、电容C13的另一端、电容C14的另一端接地;零欧姆电阻R11的另一端作为+6.5V缓冲电压输出端;开关电源芯片IC5采用德州仪器的开关电源芯片TPS5430。
5.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的+5V偏置电压输出电路包括基准电压芯片IC6,基准电压芯片IC6的2脚和电容C15的一端接+6.5V缓冲电压电路的+6.5V缓冲电压输出端,基准电压芯片IC6的4脚和电容C15的另一端接地,基准电压芯片IC6的5脚通过电容C16接地,基准电压芯片IC6的6脚和电阻R12的一端连接后通过电容C17接地,电阻R12的另一端与电容C18的一端连接,作为+5V偏置电压输出端,电容C18的另一端接地;基准电压芯片IC6采用德州仪器的基准电压芯片REF5050。
6.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的+5V输出电源电路包括线性电源芯片IC7,线性电源芯片IC7的3脚和极性电容Cp8的正极接+6.5V缓冲电压电路的+6.5V缓冲电压输出端,电阻R13的一端和极性电容Cp9的正极接线性电源芯片IC7的1脚,极性电容Cp10的正极接线性电源芯片IC7的2脚,作为+5V电源输出端,极性电容Cp8的负极、极性电容Cp8的负极、极性电容Cp8的负极和电阻R13的另一端连接后接地;
线性电源芯片IC7采用凌特公司的线性电源芯片LT1086-5V。
7.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的+3.3V输出电源电路包括线性电源芯片IC8,线性电源芯片IC8的3脚、极性电容Cp11的正极、电容C19的一端接+5V输出电源电路的+5V电源输出端;极性电容Cp11的正极、电阻R14的一端接线性电源芯片IC8的2脚,作为+3.3V电源输出端;电阻R14的另一端接发光二极管LED1的正极,线性电源芯片IC8的1脚、极性电容Cp11的负极、极性电容Cp12的负极、发光二极管LED1的负极、电容C19的另一端接地;线性电源芯片IC8采用凌特公司的线性电源芯片LT1086-
3.3V。
8.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的+2.5V基准电压电源电路包括基准电压芯片IC9和运算放大器芯片IC10;基准电压芯片IC9的2脚和电容C20的一端接+5V输出电源电路的+5V电源输出端,基准电压芯片IC9的4脚和电容C20的另一端接地,基准电压芯片IC9的5脚通过电容C21接地,基准电压芯片IC9的6脚和电阻R15的一端连接后通过电容C22接地;电阻R15的另一端、电容C23的一端接运算放大器芯片IC10的3脚,运算放大器芯片IC10的2脚、电容C23的另一端接地;运算放大器芯片IC10的5脚与电容C24的一端连接后接+5V输出电源电路的+5V电源输出端,电容C24的另一端接地;运算放大器芯片IC10的1脚和4脚连接,作为+2.5V基准电压输出端;基准电压芯片IC9采用德州仪器的基准电压芯片REF5025,运算放大器芯片IC10采用德州仪器的精密运放芯片OPA376。
9.如权利要求1所述的一种海底三分量磁力仪的测量电路,其特征在于:所述的三轴磁通门传感器为英国Bartington公司的MAG03MCL100磁通门传感器。
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