【導讀】在智能車競賽電磁導航方案中， 對來自工字型電感檢測到的20kHz導航信號進行放大檢波是關鍵。 往屆車模作品方案中
，同學們常常使用單電源軌到軌運放電路對來自 電感電容諧振選頻回路中信號進行半邊整流放大， 然後直接濾波輸出檢波信號
， 或者再通過倍壓檢波輸出。 在這兩種方案中， 運放隻對輸入信號進行正半周放大
， 負半軸實際上是截止的。 因此運放實際上工作在非線性區域
， 對於低壓工作電源應用效率降低。往往還需要對檢波後的電壓信號進行放大之後再進行單片機采集。

01 電磁信號檢測

電磁信號檢波方案：是否多此一舉？[1]

一、前言

在智能車競賽電磁導航方案中
， 對來自工字型電感檢測到的20kHz導航信號進行放大檢波是關鍵。 往屆車模作品方案中
，同學們常常使用單電源軌到軌運放電路對來自 電感電容諧振選頻回路中信號進行半邊整流放大， 然後直接濾波輸出檢波信號

， 或者再通過倍壓檢波輸出。 在這兩種方案中
， 運放隻對輸入信號進行正半周放大， 負半軸實際上是截止的。 因此運放實際上工作在非線性區域， 對於低壓工作電源應用效率降低。往往還需要對檢波後的電壓信號進行放大之後再進行單片機采集。

▲ 圖1.1.1 20kHz電磁信號放大檢波電路

二、8002B放大檢波

這款8002B單通道音頻功率放大器
， 原本是用於低工作電源下驅動揚聲器使用的。 它帶有電源關斷控製， 電源工作範圍很寬，頻率範圍大於400kHz，  內部具有雙功放
，通過互補信號輸出，無需電容耦合直接連接外部揚聲器。 它的輸出是軌到軌
， 可以充分利用工作電源， 實現大功率輸出。 在這裏，應用這款音頻放大器， 外部增加適當器件完成電磁導航信號的放大檢波。

下麵在8002B基本放大電路的基礎上改造成 20kHz 電磁信號放大檢波電路。 為了不破壞電感電容選頻電路的品質因數， 需要將並聯諧振回路進入電路高阻輸入端。 將8002B的電源分壓中點接到 LC回路一端
， 將LC回路另外一端接入 8002B 的正向輸入端。這一端口是高阻輸入， 電路形成正向比例放大電路。 將原來電路反向耦合電容接地
， 電路的放大倍數可以通過反饋兩個電阻進行調整。 對於電路的輸出信號
， 將原來的揚聲器更換成 倍壓檢波電路。 請注意

， 8002B兩個輸出信號是相位相差180° 的信號，  這兩個信號通過C1，C2兩個電容施加在倍壓整流二極管上

，可以獲得兩倍的電壓輸出。 這兩個二極管使用肖特基二極管， 可以使用BAT54s 這類 雙肖特基二極管芯片。在 SOT23封裝內集成了兩個二極管。 這就是20kHz電磁導航信號的放大檢波電路。

▲ 圖1.2.1 電磁信號放大檢波電路

在麵包板上搭建測試電路， 8002B芯片及其周圍的阻容器件使用一個單麵板焊接， 通過接插件固定在麵包板上。 這裏有兩個工字型的  10mH電感， 其中一個是接收電感， 另外一個是發送信號電感。 由信號源DG1062輸出幅值可調的20kHz正弦波驅動發送電感。

▲ 圖1.2.2 實驗電路

▲ 激勵信號與檢波輸出信號

▲ 圖1.2.4 激勵信號與檢波輸出信號

這裏給出了發送電感激勵信號的幅值從0V逐步增加到0.5V過程中
， 對應的檢波輸出的直流電壓幅值。 橫坐標是發送電感施加的信號電壓， 縱坐標是檢波輸出的直流電壓信號。 電路輸出電壓超過5.5V之後趨於飽和。 在開始非常小的一段有死區。 電路的工作電壓為5V， 輸出檢波信號的最高值超過了5V， 這顯示了該電路具有非常大的輸出動態範圍。

總結

本文設計了基於 8002B 的20kHz 導航電磁信號的放大檢波電路， 通過實際測試
，驗證了電路的可行性， 該電路在5V電壓下，輸出信號的動態範圍超過了5V， 可以直接進行單片機AD信號采集。

參考資料

[1] 電磁信號檢波方案：是否多此一舉？: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/128286737

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