信号发射电路

我国在磁致伸缩材料的研究虽起步较晚，但也取得了一些成就，但大多是关于材料本身性能的研究，应用研究却较少见.如北京科技大学新金属材料国家重点实验室采用一种新的制造技术，制造出磁致伸缩材料的磁致伸缩系数达200-1550ppm,重复性、一致性高，工艺易于控制，成品率高，优于国外相同尺寸产品的性能，并已申明了国家专利。在利用磁致伸缩效应作为位移检测的敏感元件研究方面，国内研究报道较少，特别是大位移磁致伸缩位移的研究，研究领域主要集中在微距离。

　　由于国内对 需求增长，使得其在各个领域得到了广泛的应用，但国内技术水平还落后于国外，需要进一步引进新技术， 的研究有着广阔的市场前景。

　　发明内容

　　本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种 信号发射电路，以产生与Fe83Ga17材料相匹配的电流脉冲信号。

　　实现 上述发明目的，本发明提供了以下技术方案:

　　一种 信号发射电路，包括:激励脉冲发射模块和脉冲电流发射模块;所述激励脉冲发射模块和脉冲电流发射模块连接;所述激励脉冲发射模块将产生的激励脉冲发射给所述脉冲电流发射模块，所述脉冲电流发射模块将激励脉冲转化为脉冲电流并将其发送给接口电路。

　　所述激励脉冲发射模块主要由振荡电路，分频电路以及单稳态多谐振荡器电路构成，所述振荡电路产生振荡信号源并发送给所述分频电路，信号经所述分频电路分频后传输给所述单稳态多谐振荡器电路产生激励脉冲。

　　所述单稳态多谐振荡器采用SNJ54121J芯片。

　　所述脉冲电流发射模块主要由开关电路和充放电电路构成;所述开关电路主要由三极管和mos管组成，所述充放电电路主要由聚丙烯电容组成。

　　激励脉冲由NPN和PNP三极管组成的所述开关电路控制mos管，从而控制聚丙烯电容的充放电，放电时产生的电荷(经由高速开关二极管)转移到波导丝上。

　　所述MOS管采用P75N06型号。使电荷转移充分。

　　所述脉冲电流发射模块还包括开关二极管，所述开关二极与所述聚丙烯充放电容连接，用于配合电荷的快速转移。

　　所述开关二极管包括第一开关二极管和第二开关二极管，所述第一开关二极管正端接聚丙烯充放电容的负极，另一端接地;保证电路电流形成一个回路;所述第二开关二极管负端接聚丙烯充放电容的负极，另一端接波导丝。[0013] 在以上技术方案的技术上，优选的，激励脉冲发射模块和脉冲电流发射模块都设置有电容，在激励脉冲发射模块中，电容分别设置在震荡电路、分频电路以及单稳态多谐振荡器电路的上游，以减少电源杂波对所生成的激励脉冲信号的干扰。使激励脉冲的波形更加稳定。

　　在脉冲电流发射模块中，电容分别设置在MOS管的上游以及聚丙烯电容的上游，使杂波信号不干扰电容的充放电。

　　与现有技术相比，本发明的有益效果:

　　一、产生幅度、频率、脉宽满足要求的激励脉冲，能使磁致伸缩波导丝产生较强的垂直于轴向的环形磁场，从而使磁致伸缩波导丝产生足够大的扭转形变;产生与Fe83Ga17材料相匹配的电流脉冲信号。

　　附图说明:

　　图1是本发明的结构示意图;

　　图2是激励脉冲发射模块电路图;

　　图3是脉冲电流发射模块电路图。

　　具体实施方式

　　下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

　　如图1所示，一种 信号发射电路，包括:激励脉冲发射模块2和脉冲电流发射模块3 ;所述激励脉冲发射模块2和脉冲电流发射模块3连接;所述激励脉冲发射模块2将产生的激励脉冲发射给所述脉冲电流发射模块3，所述脉冲电流发射模块3将激励脉冲转化为脉冲电流并将其发送给接口电路4。

　　如图2所示，所述激励脉冲发射模块主要由振荡电路，分频电路以及单稳态多谐振荡器电路构成，所述振荡电路产生振荡信号源并发送给所述分频电路，信号经所述分频电路分频后传输给所述单稳态多谐振荡器电路产生激励脉冲。

　　所述单稳态多谐振荡器采用SNJ54121J芯片。

　　如图3所示，所述脉冲电流发射模块主要由开关电路和充放电电路构成;所述开关电路主要由三极管和mos管组成，所述充放电电路主要由聚丙烯电容组成。

　　激励脉冲由NPN和PNP三极管组成的所述开关电路控制mos管，从而控制聚丙烯电容的充放电，放电时产生的电荷(经由高速开关二极管)转移到波导丝上。

　　所述MOS管采用P75N06型号。使电荷转移充分。

　　所述脉冲电流发射模块还包括开关二极管，所述开关二极与所述聚丙烯充放电容连接，用于配合电荷的快速转移。

　　所述开关二极管包括第一开关二极管和第二开关二极管，所述第一开关二极管正端接聚丙烯充放电容的负极，另一端接地;保证电路电流形成一个回路;所述第二开关二极管负端接聚丙烯充放电容的负极，另一端接波导丝。

　　在以上技术方案的技术上，优选的，激励脉冲发射模块和脉冲电流发射模块都设置有电容，在激 励脉冲发射模块中，电容分别设置在震荡电路、分频电路以及单稳态多谐振荡器电路的上游，以减少电源杂波对所生成的激励脉冲信号的干扰。使激励脉冲的波形更加稳定。

　　在脉冲电流发射模块中，电容分别设置在MOS管的上游以及聚丙烯电容的上游，使杂波信号不干扰电容的充放电。

　　实施例1

　　电路中使用晶振和SN74LS04芯片组成震荡信号源，产生震荡信号;通过两片SN74LS393计数器电路作为分频器对信号进行分频处理，并且留有开关S8以便对输出频率进行选择和设置。根据要求，设计选用SN54121单稳态多谐振荡器用作单稳态触发器，使所得的激励脉冲信号脉宽可以达到ns级别，并且可以根据需要调整脉宽宽度，能够达到波形快速翻转和稳定的效果。本次激励脉冲脉宽设置为30us。

　　激励脉冲信号输入后，通过一个NPN和一个PNP三极管以及可以驱动大电流的MOS管组成一个开关作用的电路，控制聚苯乙烯电容充放电，其波形如下图所示。聚苯乙烯电容具有绝缘电阻高，电容稳定性好，温度系数小的特点，再配合小型的高速开关二极管1η4148,从而完成将激励脉冲转换成电流脉冲的功能。

　　对于激励脉冲周期的选择，由 工作原理知，信号发射电路发射一个电流脉冲信号，产生的轴向磁场遇到位置磁铁产生的磁场，由于威德曼效应会产生一个扭转弹性波，由于电流脉冲的速度相当于光速，可以忽略不计，所以只需考虑发射脉冲与接收脉冲之间的时间间隔，就能计算得到活动磁环的位置.所以发射脉冲的周期必须大于扭转弹性波在波导丝中最远距离传输的时间。由于实验中波导丝的长度在Im左右，扭转弹性波的传输速度为3000m/s，所以t=0.33ms，即脉冲周期T > 0.33ms，实践中取T=0.8ms ο?

　　为了产生足够大的电流使波导丝产生形变以形成扭转弹性波，所以实践中电流强度的大小也很重要，由于波导 丝上的电流强度在0.5-3A最合适，所以实验中电流应控制在此范围内。