金屬探測(cè)器調(diào)校裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種金屬探測(cè)器調(diào)校裝置，包括有MCU、顯示控制電路、DAC控制電路、第一DDS控制電路、第二DDS控制電路、第一低通濾波電路、第二低通濾波電路、第一放大電路和第二放大電路；通過(guò)配合利用各個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，數(shù)字合成來(lái)模擬一些常見(jiàn)金屬在金屬探測(cè)器中的響應(yīng)信號(hào)，在金屬探測(cè)器的生產(chǎn)過(guò)程中，直接將本發(fā)明產(chǎn)生的信號(hào)輸入至金屬探測(cè)器的探測(cè)電路中，就可以進(jìn)調(diào)試和校準(zhǔn)，而不必連接探測(cè)線圈并通過(guò)探測(cè)線圈產(chǎn)生真實(shí)的物理信號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)試，從而擺脫了受環(huán)境電磁干擾的限制，降低了生產(chǎn)難度，大大提高了生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】金屬探測(cè)器調(diào)校裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬探測(cè)器領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種金屬探測(cè)器調(diào)校裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬探測(cè)技術(shù)主要是利用電磁感應(yīng)原理，當(dāng)前使用最廣泛的是VLF連續(xù)正弦波技術(shù)，通過(guò)一個(gè)頻率較低的連續(xù)正弦波驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，當(dāng)探測(cè)到金屬時(shí)，接收線圈會(huì)接收到一個(gè)受金屬的渦流感應(yīng)影響而幅度和相移發(fā)生改變的同頻率的正弦波。金屬探測(cè)器就是通過(guò)分析信號(hào)的幅度和相移，從而區(qū)分出金屬的種類。
[0003]為了保證金屬探測(cè)器產(chǎn)品金屬區(qū)分能力的準(zhǔn)確性，就要求產(chǎn)品的探測(cè)電路的關(guān)鍵參數(shù)基本一致。但由于電子元器件的影響，金屬探測(cè)器產(chǎn)品之間，探測(cè)電路的關(guān)鍵參數(shù)不可避免的會(huì)存在一些差異，從而影響到探測(cè)的準(zhǔn)確性。為了減小這種誤差，在生產(chǎn)過(guò)程中就需要將金屬探測(cè)器連接上探測(cè)線圈進(jìn)行調(diào)校。由于金屬探測(cè)器具有較高的靈敏度，易受到電磁信號(hào)的干擾，要求在一個(gè)沒(méi)有電磁干擾的環(huán)境中進(jìn)行。在生產(chǎn)線上，很難達(dá)到這種要求，而且當(dāng)兩臺(tái)以上的金屬探測(cè)器工作時(shí)，相互之間會(huì)受到各自產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的電磁干擾而導(dǎo)致無(wú)法正常工作，這不利于產(chǎn)線的批量生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種金屬探測(cè)器調(diào)校裝置，其代替探測(cè)線圈中真實(shí)的物理信號(hào)，從而達(dá)到不使用探測(cè)線圈，金屬探測(cè)電路中也能接收到與金屬信號(hào)相同的信號(hào)的目的。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
一種金屬探測(cè)器調(diào)校裝置，包括有MCU、顯示控制電路、DAC控制電路、第一 DDS控制電路、第二 DDS控制電路、第一低通濾波電路、第二低通濾波電路、第一放大電路和第二放大電路；
該顯示控制電路、DAC控制電路、第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路均與MCU連接，該顯示控制電路通過(guò)按鍵控制選擇模擬信號(hào)的頻率，模擬金屬的種類和深度；該第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路分別產(chǎn)生仿真的發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)；該DAC控制電路控制第二 DDS控制電路的滿量程控制輸入端的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)第二 DDS控制電路輸出信號(hào)的幅度變化；
該DAC控制電路連接第二 DDS控制電路，該第一低通濾波電路和第二低通濾波電路分別對(duì)應(yīng)連接第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路，該第一低通濾波電路和第二低通濾波電路分別濾除第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路輸出的信號(hào)中的諧波；該第一放大電路和第二放大電路分別對(duì)應(yīng)連接第一低通濾波電路和第二低通濾波電路，該第一放大電路短接金屬探測(cè)器的發(fā)射線圈而連接金屬探測(cè)器的探測(cè)電路，該第二放大電路短接金屬探測(cè)器的接收線圈而連接金屬探測(cè)器的探測(cè)電路，該第一放大電路和第二放大電路分別將經(jīng)過(guò)濾波后的輸出信號(hào)進(jìn)行倍數(shù)的放大。
[0006]作為一種優(yōu)選方案，所述MCU為型號(hào)是STM32R)30C8T6的控制器，其具有64KFlash Rom和8K SRAM,頻率達(dá)48MHz，并具有2個(gè)SPI接口。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路均具有型號(hào)為AD9834的DDS器件，其輸出高性能的正弦波和三角波，并具有相位調(diào)制和頻率調(diào)制功能，輸出頻率高達(dá)37.5MHz，通信接口是三線式SPI接口，AD9834內(nèi)部有2個(gè)28位的頻率寄存器和2個(gè)12位的相位偏移寄存器；輸出信號(hào)的頻率滿足關(guān)系式:= fMCLK / 228 X FREQREG，其中匕⑩是AD9834的時(shí)鐘頻率，F(xiàn)REQREG是頻率寄存器中的值；輸出信號(hào)的相位偏移滿足關(guān)系式:Phase = 2 π / 4096 x PHASEREG，其中PHASEREG是相位偏移寄存器中的值；MCU通過(guò)SPI接口與AD9834連接，以控制第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路的輸出波形及其頻率和相移。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述DAC控制電路具有型號(hào)為AD5660的DAC器件，DAC控制電路是通過(guò)AD5660控制第二 DDS控制電路的滿量程控制輸入端的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)控制第二 DDS控制電路輸出信號(hào)的幅度的變化，AD9834的滿量程調(diào)整控制引腳FSADJUST和模擬地AGND之間連接一個(gè)電阻Rset，Rset與滿量程電流之間的關(guān)系如下:Itm = 18 X FSADJUAT / Rset，F(xiàn)SADJUST = 1.15V，Rset = 6.8ΚΩ ;MCU 通過(guò) SPI 接口與 AD5660 連接，控制 AD5660 的輸出電壓，改變Rset兩端的電壓差，使AD9834的滿量程輸出電流幅度發(fā)生改變，從而達(dá)到軟件靈活控制第二 DDS控制電路輸出信號(hào)幅度的目的。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
通過(guò)配合利用各個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，數(shù)字合成來(lái)模擬一些常見(jiàn)金屬在金屬探測(cè)器中的響應(yīng)信號(hào)，在金屬探測(cè)器的生產(chǎn)過(guò)程中，直接將本發(fā)明產(chǎn)生的信號(hào)輸入至金屬探測(cè)器的探測(cè)電路中，就可以進(jìn)調(diào)試和校準(zhǔn)，而不必連接探測(cè)線圈并通過(guò)探測(cè)線圈產(chǎn)生真實(shí)的物理信號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)試，從而擺脫了受環(huán)境電磁干擾的限制，降低了生產(chǎn)難度，大大提高了生產(chǎn)效率。而且本裝置的信號(hào)頻率可調(diào)，能模擬多種常見(jiàn)金屬的響應(yīng)信號(hào)，可以用于輔助不同型號(hào)的金屬探測(cè)器的生產(chǎn)，并且在對(duì)金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性的研宄上也非常具有參考價(jià)值。
[0010]為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明之較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中DAC控制電路和第二 DDS控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中低通濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明之較佳實(shí)施例中放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖標(biāo)識(shí)說(shuō)明:
10、MCU20、顯示控制電路
30、DAC控制電路40、第一 DDS控制電路
50、第二 DDS控制電路60、第一低通濾波電路
70、第二低通濾波電路80、第一放大電路 90、第二放大電路100、金屬探測(cè)器
101、發(fā)射線圈102、探測(cè)電路
103、接收線圈。

【具體實(shí)施方式】
[0013]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖4所示，其顯示出了本發(fā)明之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有MCU10、顯示控制電路20、DAC控制電路30、第一 DDS控制電路40、第二 DDS控制電路50、第一低通濾波電路60、第二低通濾波電路70、第一放大電路80和第二放大電路90。
[0014]該顯示控制電路20通過(guò)按鍵控制選擇模擬信號(hào)的頻率，模擬金屬的種類和深度，VLF類型的金屬探測(cè)器的探測(cè)頻率較低，一般在5K至25.5K之間，本裝置的頻率可調(diào)范圍為5K?30K，調(diào)節(jié)刻度為0.1K。MCU 10內(nèi)部存儲(chǔ)了 NICKEL、ZINC、DME、QUARTER等幾種硬幣的模擬金屬信號(hào)的相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得到的，能高度仿真其在探測(cè)線圈中的響應(yīng)信號(hào)，通過(guò)按鍵可以方便選擇輸出每種金屬的仿真信號(hào)。
[0015]該MCU采用型號(hào)為STM32R)30C8T6的控制器，這是ST公司的一款基于ARMcortex-MO內(nèi)核的32位微控制器，其具有64K Flash Rom和8K SRAM，頻率達(dá)48MHz，并具有2個(gè)SPI接口。
[0016]該顯示控制電路20、DAC控制電路30、第一 DDS控制電路40和第二 DDS控制電路50均與MCU 10連接，該DAC控制電路30連接第二 DDS控制電路50，該第一低通濾波電路60和第二低通濾波電路70分別對(duì)應(yīng)連接第一 DDS控制電路40和第二 DDS控制電路50，該第一放大電路80和第二放大電路90分別對(duì)應(yīng)連接第一低通濾波電路60和第二低通濾波電路70，該第一放大電路80短接金屬探測(cè)器100的發(fā)射線圈101而連接金屬探測(cè)器100的探測(cè)電路102，該第二放大電路90短接金屬探測(cè)器100的接收線圈103而連接金屬探測(cè)器100的探測(cè)電路102。
[0017]該第一 DDS控制電路40和第二 DDS控制電路50均具有型號(hào)為AD9834的DDS器件，其分別用于產(chǎn)生仿真的發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)，其輸出高性能的正弦波和三角波，并具有相位調(diào)制和頻率調(diào)制功能，輸出頻率高達(dá)37.5MHz，通信接口是三線式SPI接口，AD9834內(nèi)部有2個(gè)28位的頻率寄存器和2個(gè)12位的相位偏移寄存器。
[0018]輸出信號(hào)的頻率滿足關(guān)系式:
f0UT = fiGLK / 228 X FREQREG，其中fMM是AD9834的時(shí)鐘頻率，F(xiàn)REQREG是頻率寄存器中的值。
[0019]輸出信號(hào)的相位偏移滿足關(guān)系式:
Phase = 2 π / 4096 x PHASEREG，其中PHASEREG是相位偏移寄存器中的值。
[0020]MCU通過(guò)SPI接口與AD9834連接，以控制第一 DDS控制電路40和第二 DDS控制電路50的輸出波形及其頻率和相移，第一 DDS控制電路40輸出的信號(hào)作為金屬探測(cè)器的發(fā)射信號(hào)，在金屬探測(cè)器調(diào)校過(guò)程中，其幅度和相移固定。第二 DDS控制電路50輸出的信號(hào)作為金屬探測(cè)器的接收信號(hào)，頻率與第一 DDS控制電路40相同，幅度和相移不斷變化，具體的變化因模擬的金屬信號(hào)不同而有所不同。相位的變化通過(guò)MCU 10控制第二 DDS控制電路50相位偏移寄存器的值實(shí)現(xiàn)，信號(hào)幅度的控制則是通過(guò)DAC控制電路30來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0021]在本實(shí)施例中，該DAC控制電路30具有型號(hào)為AD5660的DAC器件，通過(guò)AD5660的DAC器件控制第二 DDS控制電路50的滿量程控制輸入端的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)控制第二 DDS控制電路50輸出信號(hào)的幅度的變化，控制原理示意圖如圖2所示，通常AD9834的滿量程調(diào)整控制引腳FSADJUST和模擬地AGND之間連接一個(gè)電阻RSET，Rset與滿量程電流之間的關(guān)系如下:
1ut = 18 X FSADJUAT / Rset，F(xiàn)SADJUST = 1.15V (標(biāo)稱值)，Rset = 6.8ΚΩ (典型值)。
[0022]本裝置通過(guò)MCU 10的SPI接口與AD5660連接，控制AD5660的輸出電壓，改變Rset兩端的電壓差，使AD9834的滿量程輸出電流幅度發(fā)生改變。從而達(dá)到軟件靈活控制第二DDS控制電路50輸出信號(hào)幅度的目的。
[0023]DAC控制電路30和第二 DDS控制電路50中的部分原理如圖2所示，AD9834的SCLK, SDATA 與 STM32R)30 的 SPI2_SCK、SPI2_MISO 連接，F(xiàn)SYNC 與通用 1 口連接作為片選控制接口 ；第一 DDS控制電路40中AD9834的SCLK、SDATA同樣與STM32R)30的SPI2_SCK、SPI2_M0SI連接，F(xiàn)SYNC與另一個(gè)通用1 口連接。通過(guò)配置兩個(gè)片選端口，STM32R)30通過(guò)SPI2可以分別或同時(shí)控制第一 DDS控制電路40和第二 DDS控制電路50的輸出信號(hào)。AD5660的DIN、SCLK, /SYNC腳與STM32R)30的SPIl接采用三線方式連接，AD5660作為從機(jī)。DAC控制電路30輸出與AD9834的FSADJUST腳之通過(guò)一個(gè)電阻連接。FSADJUST腳輸出電壓為1.15V，為保證AD9834輸出信號(hào)能正常輸出，DAC控制電路30輸出電壓范圍為OV?1.15V，DAC控制電路30輸出電壓越高，DDS控制電路輸出的信號(hào)幅值越小，通過(guò)DAC控制電路30可以方便地調(diào)整第二 DDS控制電路50輸出信號(hào)的大小。
[0024]該第一低通濾波電路60和第二低通濾波電路70的主要作用是濾除DDS控制電路輸出的信號(hào)中的諧波，由于AD9834的輸出信號(hào)是由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)，必可避免的會(huì)引入系統(tǒng)時(shí)鐘的諧波，這些諧波頻率較高，通過(guò)低通濾波可以有效的濾除這些諧波，從而得到質(zhì)量較好的波形。圖3所示是低通濾波器的電路，在5K?30K之間有很好的濾波作用。
[0025]該第一放大電路80和第二放大電路90的主要作用是將經(jīng)過(guò)濾波后的輸出信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，由于AD9834是輸出的信號(hào)幅度較小，而探測(cè)線圈中的信號(hào)，尤其是發(fā)射信號(hào)，幅度較大，經(jīng)過(guò)放大后得到所要求的模擬信號(hào)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)。
[0026]本發(fā)明的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于:通過(guò)配合利用各個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，數(shù)字合成來(lái)模擬一些常見(jiàn)金屬在金屬探測(cè)器中的響應(yīng)信號(hào)，在金屬探測(cè)器的生產(chǎn)過(guò)程中，直接將本發(fā)明產(chǎn)生的信號(hào)輸入至金屬探測(cè)器的探測(cè)電路中，就可以進(jìn)調(diào)試和校準(zhǔn)，而不必連接探測(cè)線圈并通過(guò)探測(cè)線圈產(chǎn)生真實(shí)的物理信號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)試，從而擺脫了受環(huán)境電磁干擾的限制，降低了生產(chǎn)難度，大大提高了生產(chǎn)效率。而且本裝置的信號(hào)頻率可調(diào)，能模擬多種常見(jiàn)金屬的響應(yīng)信號(hào)，可以用于輔助不同型號(hào)的金屬探測(cè)器的生產(chǎn)，并且在對(duì)金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性的研宄上也非常具有參考價(jià)值。
[0027]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬探測(cè)器調(diào)校裝置，其特征在于:包括有MCU、顯示控制電路、DAC控制電路、第一 DDS控制電路、第二 DDS控制電路、第一低通濾波電路、第二低通濾波電路、第一放大電路和第二放大電路； 該顯示控制電路、DAC控制電路、第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路均與MCU連接，該顯示控制電路通過(guò)按鍵控制選擇模擬信號(hào)的頻率，模擬金屬的種類和深度；該第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路分別產(chǎn)生仿真的發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)；該DAC控制電路控制第二 DDS控制電路的滿量程控制輸入端的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)第二 DDS控制電路輸出信號(hào)的幅度變化； 該DAC控制電路連接第二 DDS控制電路，該第一低通濾波電路和第二低通濾波電路分別對(duì)應(yīng)連接第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路，該第一低通濾波電路和第二低通濾波電路分別濾除第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路輸出的信號(hào)中的諧波；該第一放大電路和第二放大電路分別對(duì)應(yīng)連接第一低通濾波電路和第二低通濾波電路，該第一放大電路短接金屬探測(cè)器的發(fā)射線圈而連接金屬探測(cè)器的探測(cè)電路，該第二放大電路短接金屬探測(cè)器的接收線圈而連接金屬探測(cè)器的探測(cè)電路，該第一放大電路和第二放大電路分別將經(jīng)過(guò)濾波后的輸出信號(hào)進(jìn)行倍數(shù)的放大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬探測(cè)器調(diào)校裝置，其特征在于:所述MCU為型號(hào)是STM32R)30C8T6的控制器，其具有64K Flash Rom和8K SRAM，頻率達(dá)48MHz，并具有2個(gè)SPI接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬探測(cè)器調(diào)校裝置，其特征在于:所述第一DDS控制電路和第二 DDS控制電路均具有型號(hào)為AD9834的DDS器件，其輸出高性能的正弦波和三角波，并具有相位調(diào)制和頻率調(diào)制功能，輸出頻率高達(dá)37.5MHz，通信接口是三線式SPI接口，AD9834內(nèi)部有2個(gè)28位的頻率寄存器和2個(gè)12位的相位偏移寄存器；輸出信號(hào)的頻率滿足關(guān)系式:f0UT = W / 228 X FREQREG，其中fMM是AD9834的時(shí)鐘頻率，F(xiàn)REQREG是頻率寄存器中的值；輸出信號(hào)的相位偏移滿足關(guān)系式:Phase = 231 / 4096 x PHASEREG，其中PHASEREG是相位偏移寄存器中的值；MCU通過(guò)SPI接口與AD9834連接，以控制第一 DDS控制電路和第二 DDS控制電路的輸出波形及其頻率和相移。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬探測(cè)器調(diào)校裝置，其特征在于:所述DAC控制電路具有型號(hào)為AD5660的DAC器件，DAC控制電路是通過(guò)AD5660控制第二 DDS控制電路的滿量程控制輸入端的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)控制第二 DDS控制電路輸出信號(hào)的幅度的變化，AD9834的滿量程調(diào)整控制引腳FSADJUST和模擬地AGND之間連接一個(gè)電阻RSET，Rset與滿量程電流之間的關(guān)系如下:1ut = 18 X FSADJUAT / Rset，F(xiàn)SADJUST = 1.15V，Rset = 6.8ΚΩ ;MCU 通過(guò) SPI接口與AD5660連接，控制AD5660的輸出電壓，改變Rset兩端的電壓差，使AD9834的滿量程輸出電流幅度發(fā)生改變，從而達(dá)到軟件靈活控制第二 DDS控制電路輸出信號(hào)幅度的目的。
【文檔編號(hào)】G01V13/00GK104483716SQ201410661387
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】范振粵, 向志文, 吳躍程, 徐培彬, 楊曉東, 杜明輝, 袁仁坤, 范立斌, 羅斌, 勞景南, 吳土乾, 杜緒明, 楊運(yùn)勛 申請(qǐng)人:東莞市南星電子有限公司