模拟闭环控制电路及电磁振动给料机pdf

  本实用新型公开了一种模拟闭环控制电路及电磁振动给料机，涉及控制电路技术领域。模拟闭环控制电路包括加速度获取模块、信号调理模块、锁相模块、驱动电压生成模块和驱动信号生成模块；其中，加速度获取模块用于实时采集电磁振动器的加速度信息；信号调理模块用于提取加速度信息中的电压信号和频率信号；锁相模块用于调节频率信号的频率，形成驱动频率并输出；驱动电压生成模块用于调节电压信号的电压，形成驱动电压并输出；驱动信号生成模块用于根据驱动频率和驱动电压，生成驱动信号，并将驱动信号发送至电磁振动器。根据本实用新型的模

  (19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 219695646 U (45)授权公告日 2023.09.15 (21)申请号 2.X (22)申请日 2023.05.09 (73)专利权人 珠海欧美克仪器有限公司 地址 519085 广东省珠海市高新区唐家湾 镇科技三路33号 (72)发明人 黄建雄 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 专利代理师 林灿伟 (51)Int.Cl. G05B 19/042 (2006.01) B65G 27/00 (2006.01) B65G 43/08 (2006.01) 权利要求书3页 说明书8页 附图6页 (54)实用新型名称 模拟闭环控制电路及电磁振动给料机 (57)摘要 本实用新型公开了一种模拟闭环控制电路 及电磁振动给料机，涉及控制电路技术领域。模 拟闭环控制电路包括加速度获取模块、信号调理 模块、锁相模块、驱动电压生成模块和驱动信号 生成模块；其中，加速度获取模块用于实时采集 电磁振动器的加速度信息；信号调理模块用于提 取加速度信息中的电压信号和频率信号；锁相模 块用于调节频率信号的频率，形成驱动频率并输 出；驱动电压生成模块用于调节电压信号的电 压，形成驱动电压并输出；驱动信号生成模块用 于根据驱动频率和驱动电压，生成驱动信号，并 将驱动信号发送至电磁振动器。根据本实用新型 U 的模拟闭环控制电路，采用闭环控制方式 ，能够 6 实现对电磁振动器的实时控制，控制精度更高 ， 4 6 5 控制效果更稳定。 9 6 9 1 2 N C CN 219695646 U 权利要求书 1/3页 1.一种模拟闭环控制电路，应用于电磁振动给料机，其特征是，包括： 加速度获取模块，用于实时采集所述电磁振动给料机的电磁振动器的加速度信息； 信号调理模块，与所述加速度获取模块电连接，所述信号调理模块用于提取所述加速 度信息中的电压信号和频率信号； 锁相模块，与所述信号调理模块电连接，所述锁相模块用于调节所述频率信号的频率， 形成驱动频率并输出； 驱动电压生成模块，与所述信号调理模块电连接，所述驱动电压生成模块用于调节所 述电压信号的电压，形成驱动电压并输出； 驱动信号生成模块，分别与所述锁相模块、所述驱动电压生成模块及所述电磁振动器 电连接，所述驱动信号生成模块用于根据所述驱动频率和所述驱动电压，生成驱动信号，并 将所述驱动信号发送至所述电磁振动器。 2.依据权利要求1所述的模拟闭环控制电路，其特征是，所述加速度获取模块包括加 速度传感器。 3.依据权利要求1所述的模拟闭环控制电路，其特征是，所述信号调理模块包括电压 信号提取单元和频率信号提取单元；所述电压信号提取单元用于提取所述加速度信息中的 所述电压信号，所述频率信号提取单元用于提取所述加速度信息中的所述频率信号。 4.依据权利要求3所述的模拟闭环控制电路，其特征是，所述电压信号提取单元包 括： 第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端与所述加速度获取模块的输出端 电连接； 半波整流器，包括第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的阳极与 所述第一运算放大器的反相输入端电连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第二稳压二 极管的阳极电连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第一稳压二极管和所述第二稳压 二极管之间的连接点电连接； 第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，所述 第一电容的第二端与所述第一运算放大器的输出端电连接； 第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第二稳压二极管的阴极电 连接，且所述第二运算放大器的同相输入端还通过第一电阻连接第一电源； 第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，所述 第二电阻的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端电连接； 第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第三电阻的 第二端与所述第二运算放大器的输出端电连接； 第二电容，与所述第三电阻并联连接； 第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端电连接，所述第四电阻的 第二端与所述驱动电压生成模块的输入端电连接。 5.依据权利要求3所述的模拟闭环控制电路，其特征是，所述频率信号提取单元包 括： 第三运算放大器，所述第三运算放大器的反相输入端通过第五电阻与所述加速度获取 模块的输出端电连接，所述第三运算放大器的同相输入端通过第六电阻连接第二电源； 2 2 CN 219695646 U 权利要求书 2/3页 第四运算放大器，所述第四运算放大器的同相输入端与所述加速度获取模块的输出端 电连接，所述第四运算放大器的反相输入端与所述第三运算放大器的输出端电连接，所述 第四运算放大器的输出端与所述锁相模块的输入端电连接。 6.依据权利要求1所述的模拟闭环控制电路，其特征是，所述锁相模块包括依次电连 接的鉴相器、电压控制振荡器和除频器，所述鉴相器用于根据所述频率信号与所述电压控 制振荡器的生成信号的相位差，产生控制电压；所述电压控制振荡器用于根据所述控制电 压调节所述频率信号的频率；所述除频器用于对所述电压控制振荡器的生成信号进行分 频，从而形成所述驱动频率并输出。 7.依据权利要求1所述的模拟闭环控制电路，其特征是，所述驱动电压生成模块包 括： 第五运算放大器，所述第五运算放大器的同相输入端连接预设电压，所述第五运算放 大器的反相输入端通过第七电阻连接所述信号调理模块发送的所述电压信号； 第六运算放大器，所述第六运算放大器的同相输入端与所述第五运算放大器的输出端 电连接； 第七运算放大器，所述第七运算放大器的反相输入端通过第八电阻与所述第六运算放 大器的反相输入端电连接，所述第七运算放大器的输出端通过第九电阻连接所述第七运算 放大器的同相输入端，所述第七运算放大器的输出端通过第十电阻连接所述第七运算放大 器的反相输入端； 第十一电阻，所述第十一电阻的第一端连接第一电源； 第十二电阻，所述第十二电阻的第一端与所述第十一电阻的第二端电连接，所述第十 二电阻的第二端接地；所述第十一电阻与所述第十二电阻之间的连接点与所述第七运算放 大器的同相输入端电连接； 第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第六运算放大器的输出端电连接，且所述 第一三极管的基极还通过第十三电阻与所述第五运算放大器的输出端电连接，所述第一三 极管的集电极连接所述第一电源； 第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的基极电连接，所述第二三极 管的发射极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第二三极管的集电极接地； 第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第一MOS管 的源极连接所述第一电源，所述第一MOS管的漏极与所述驱动信号生成模块电连接； 第三稳压二极管，所述第三稳压二极管的阳极接地，所述第三稳压二极管的阴极与所 述第一MOS管的漏极电连接。 8.依据权利要求1所述的模拟闭环控制电路，其特征是，所述驱动信号生成模块包 括： 第一触发器，所述第一触发器的输入端连接所述驱动频率； 驱动芯片，所述驱动芯片的输入端与所述第一触发器的输出端电连接； 第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与所述驱动芯片的第一输出端电连接，所述第二MOS 管的漏极连接所述驱动电压； 第三MOS管，所述第三MOS管的栅极与所述驱动芯片的第二输出端电连接，所述第三MOS 管的源极接地，所述第三MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极电连接，且所述第三MOS管的 3 3 CN 219695646 U 权利要求书 3/3页 漏极与所述第二MOS管的源极的连接处用于输出所述驱动信号。 9.一种电磁振动给料机，其特征是，包括如权利要求1‑8中任一项所述的模拟闭环控 制电路。 4 4 CN 219695646 U 说明书 1/8页 模拟闭环控制电路及电磁振动给料机 技术领域 [0001] 本实用新型涉及控制电路技术领域，尤其是涉及一种模拟闭环控制电路及电磁振 动给料机。 背景技术 [0002] 电磁振动给料机在工业自动化领域中是不可或缺的设备，大范围的应用于煤炭、矿山、 建材、化工、冶金等行业。当电磁振动给料机作为粒度分析仪的前置样品分散装置时，需要 将颗粒状、粉状样品定量、均匀、连续地输送到粒度分析仪中，因此电磁振动给料机需要有 较高的控制精度、进样速率稳定性、响应速度以及工作稳定性。 [0003] 目前，主流的电磁振动给料机的控制方案是以数字调频振动送料控制器作为振动 模块的主控单元。但在实际应用中，数字调频振动送料控制器在进样的过程中，振动加速度 有可能会出现误差，导致进样速率无法保持稳定，进而影响粒度分析仪的测量结果的准确性。此 外，数字调频振动送料控制器的控制逻辑很复杂，容易受到噪声、干扰等因素的影响，导 致振动控制管理系统出现不稳定的情况，影响整个粒度分析测量系统的稳定性。 实用新型内容 [0004] 本实用新型旨在至少解决现存技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提 出了一种模拟闭环控制电路及电磁振动给料机，可以在一定程度上完成对电磁振动器的稳定控制，保证 物料进样的稳定性。 [0005] 一方面，根据本实用新型实施例的模拟闭环控制电路，包括： [0006] 加速度获取模块，用于实时采集所述电磁振动给料机的电磁振动器的加速度信 息； [0007] 信号调理模块，与所述加速度获取模块电连接，所述信号调理模块用于提取所述 加速度信息中的电压信号和频率信号； [0008] 锁相模块，与所述信号调理模块电连接，所述锁相模块用于调节所述频率信号的 频率，形成驱动频率并输出； [0009] 驱动电压生成模块，与所述信号调理模块电连接，所述驱动电压生成模块用于调 节所述电压信号的电压，形成驱动电压并输出； [0010] 驱动信号生成模块，分别与所述锁相模块、所述驱动电压生成模块及所述电磁振 动器电连接，所述驱动信号生成模块用于根据所述驱动频率和所述驱动电压，生成驱动信 号，并将所述驱动信号发送至所述电磁振动器。 [0011] 根据本实用新型的一些实施例，所述加速度获取模块包括加速度传感器。 [0012] 根据本实用新型的一些实施例，所述信号调理模块包括电压信号提取单元和频率 信号提取单元；所述电压信号提取单元用于提取所述加速度信息中的所述电压信号，所述 频率信号提取单元用于提取所述加速度信息中的所述频率信号。 [0013] 根据本实用新型的一些实施例，所述电压信号提取单元包括： 5 5 CN 219695646 U 说明书 2/8页 [0014] 第一运算放大器，所述第一运算放大器的同相输入端与所述加速度获取模块的输 出端电连接； [0015] 半波整流器，包括第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的阳 极与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，所述第一稳压二极管的阴极与所述第二稳 压二极管的阳极电连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第一稳压二极管和所述第二 稳压二极管之间的连接点电连接； [0016] 第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端电连接， 所述第一电容的第二端与所述第一运算放大器的输出端电连接； [0017] 第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与所述第二稳压二极管的阴 极电连接，且所述第二运算放大器的同相输入端还通过第一电阻连接第一电源； [0018] 第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一运算放大器的反相输入端电连接， 所述第二电阻的第二端与所述第二运算放大器的反相输入端电连接； [0019] 第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第二端电连接，所述第三电 阻的第二端与所述第二运算放大器的输出端电连接； [0020] 第二电容，与所述第三电阻并联连接； [0021] 第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端电连接，所述第四电 阻的第二端与所述驱动电压生成模块的输入端电连接。 [0022] 根据本实用新型的一些实施例，所述频率信号提取单元包括： [0023] 第三运算放大器，所述第三运算放大器的反相输入端通过第五电阻与所述加速度 获取模块的输出端电连接，所述第三运算放大器的同相输入端通过第六电阻连接第二电 源； [0024] 第四运算放大器，所述第四运算放大器的同相输入端与所述加速度获取模块的输 出端电连接，所述第四运算放大器的反相输入端与所述第三运算放大器的输出端电连接， 所述第四运算放大器的输出端与所述锁相模块的输入端电连接。 [0025] 根据本实用新型的一些实施例，所述锁相模块包括依次电连接的鉴相器、电压控 制振荡器和除频器，所述鉴相器用于根据所述频率信号与所述电压控制振荡器的生成信号 的相位差，产生控制电压；所述电压控制振荡器用于根据所述控制电压调节所述频率信号 的频率；所述除频器用于对所述电压控制振荡器的生成信号进行分频，从而形成所述驱动 频率并输出。 [0026] 根据本实用新型的一些实施例，所述驱动电压生成模块包括： [0027] 第五运算放大器，所述第五运算放大器的同相输入端连接预设电压，所述第五运 算放大器的反相输入端通过第七电阻连接所述信号调理模块发送的所述电压信号； [0028] 第六运算放大器，所述第六运算放大器的同相输入端与所述第五运算放大器的输 出端电连接； [0029] 第七运算放大器，所述第七运算放大器的反相输入端通过第八电阻与所述第六运 算放大器的反相输入端电连接，所述第七运算放大器的输出端通过第九电阻连接所述第七 运算放大器的同相输入端，所述第七运算放大器的输出端通过第十电阻连接所述第七运算 放大器的反相输入端； [0030] 第十一电阻，所述第十一电阻的第一端连接所述第一电源； 6 6 CN 219695646 U 说明书 3/8页 [0031] 第十二电阻，所述第十二电阻的第一端与所述第十一电阻的第二端电连接，所述 第十二电阻的第二端接地；所述第十一电阻与所述第十二电阻之间的连接点与所述第七运 算放大器的同相输入端电连接； [0032] 第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第六运算放大器的输出端电连接，且 所述第一三极管的基极还通过第十三电阻与所述第五运算放大器的输出端电连接，所述第 一三极管的集电极连接所述第一电源； [0033] 第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的基极电连接，所述第二 三极管的发射极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第二三极管的集电极接地； [0034] 第一MOS管，所述第一MOS管的栅极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第一 MOS管的源极连接所述第一电源，所述第一MOS管的漏极与所述驱动信号生成模块电连接； [0035] 第三稳压二极管，所述第三稳压二极管的阳极接地，所述第三稳压二极管的阴极 与所述第一MOS管的漏极电连接。 [0036] 根据本实用新型的一些实施例，所述驱动信号生成模块包括： [0037] 第一触发器，所述第一触发器的输入端连接所述驱动频率； [0038] 驱动芯片，所述驱动芯片的输入端与所述第一触发器的输出端电连接； [0039] 第二MOS管，所述第二MOS管的栅极与所述驱动芯片的第一输出端电连接，所述第 二MOS管的漏极连接所述驱动电压； [0040] 第三MOS管，所述第三MOS管的栅极与所述驱动芯片的第二输出端电连接，所述第 三MOS管的源极接地，所述第三MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极电连接，且所述第三 MOS管的漏极与所述第二MOS管的源极的连接处用于输出所述驱动信号。 [0041] 另一方面，根据本实用新型实施例的电磁振动给料机，包括如上述方面实施例所 述的模拟闭环控制电路。 [0042] 根据本实用新型实施例的模拟闭环控制电路及电磁振动给料机，至少具有如下有 益效果：通过在电磁振动器上安装加速度获取模块，能够实时采集电磁振动器的加速度信 息并发送给信号调理模块；信号调理模块分析出加速度信息中的频率信号以及电压信号， 并分别将频率信号发送给锁相模块，将电压信号发送给驱动电压生成模块；锁相模块通过 对比频率信号的频率以及电磁振动给料机的振动频率，来动态调整并输出驱动频率；驱动 电压生成模块通过电压信号的电压与电磁振动器的预设电压，来动态调整并输出驱动电 压；最后，驱动信号生成模块将驱动频率和驱动电压转换成驱动信号，从而驱动电磁振动器 稳定运行。根据本实用新型实施例的模拟闭环控制电路，相较于传统的数字调频振动送料 控制器，采用闭环控制方式，可以在一定程度上完成对电磁振动器的实时控制，控制精度更高，控制效果 更稳定，能确保物料进样的稳定性，来提升测量结果的准确性；本方案通过硬件电路 自动调整振动强度，响应速度更快，能更迅速地响应外部环境的变化，提高设备的控制 灵活性，使其能更稳定地工作。 [0043] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述 中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。 附图说明 [0044] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将 7 7 CN 219695646 U 说明书 4/8页 变得明显和容易理解，其中： [0045] 图1为本实用新型实施例的模拟闭环控制电路的模块示意图； [0046] 图2为本实用新型实施例的加速度获取模块的电路原理图； [0047] 图3为本实用新型实施例的电压信号提取单元的电路原理图； [0048] 图4为本实用新型实施例的频率信号提取单元的电路原理图； [0049] 图5为本实用新型实施例的锁相模块的电路原理图； [0050] 图6为本实用新型实施例的驱动电压生成模块的电路原理图； [0051] 图7为本实用新型实施例的驱动信号生成模块的电路原理图； [0052] 附图标记： [0053] 加速度获取模块100、电磁振动器200、信号调理模块300、电压信号提取单元310、 频率信号提取单元320、锁相模块400、驱动电压生成模块500、驱动信号生成模块600。 具体实施方式 [0054] 本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中 示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本 实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限 制。 [0055] 本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理 解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型 中的具体含义。 [0056] 一方面，如图1所示，根据本实用新型实施例的模拟闭环控制电路，应用于电磁振 动给料机，该模拟闭环控制电路包括加速度获取模块100、信号调理模块300、锁相模块400、 驱动电压生成模块500和驱动信号生成模块600；其中，加速度获取模块100用于实时采集电 磁振动器200的加速度信息；信号调理模块300与加速度获取模块100电连接，信号调理模块 300用于提取加速度信息中的电压信号和频率信号；锁相模块400与信号调理模块300电连 接，锁相模块400用于调节频率信号的频率，形成驱动频率并输出；驱动电压生成模块500与 信号调理模块300电连接，驱动电压生成模块500用于调节电压信号的电压，形成驱动电压 并输出；驱动信号生成模块600分别与锁相模块400、驱动电压生成模块500及电磁振动器 200电连接，驱动信号生成模块600用于根据驱动频率和驱动电压，生成驱动信号，并将驱动 信号发送至电磁振动器200。 [0057] 根据本实用新型实施例的模拟闭环控制电路，通过在电磁振动器200上安装加速 度获取模块100，能够实时采集电磁振动器200的加速度信息并发送给信号调理模块300；信 号调理模块300对加速度获取模块100发送的正弦波信号进行放大、滤波和比较处理，分析 出加速度信息中的频率信号以及电压信号，并分别将频率信号发送给锁相模块400，将电压 信号发送给驱动电压生成模块500。锁相模块400通过对比频率信号的频率以及电磁振动给 料机的振动频率，来动态调整并输出驱动频率；如果频率信号的频率高于电磁振动给料机 的振动频率，则降低驱动频率；如果频率信号的频率低于电磁振动给料机的振动频率，则提 高驱动频率，自动跟随电磁振动给料机的固有频率，保证振动稳定。驱动电压生成模块500 通过电压信号的电压与电磁振动器200的预设电压，来动态调整并输出驱动电压；如果电压 8 8 CN 219695646 U 说明书 5/8页 信号的电压高于预设电压，则降低驱动电压；如果电压信号的电压低于预设电压，则升高驱 动电压，以保证驱动电磁振动器200稳定运行。最后，驱动信号生成模块600将驱动频率和驱 动电压转换成驱动信号，从而驱动电磁振动器200稳定运行。 [0058] 根据本实用新型实施例的模拟闭环控制电路，相较于传统的数字调频振动送料控 制器，采用闭环控制方式，能够实现对电磁振动器200的实时控制，控制精度更高，控制效果 更稳定，能够保证物料进样的稳定性，从而提高测量结果的准确性；本方案通过硬件电路 自动调整振动强度，响应速度更快，能够更加迅速地响应外部环境的变化，提高设备的控制 灵活性，使其能够更加稳定地工作。 [0059] 如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，加速度获取模块100包括加速度传感 器U1及其外围电路。其中，加速度传感器U1可以采用ADXL326BCPZ‑RL7等型号的加速度传感 器，该加速度传感器设置在电磁振动器200上，用于实时采集电磁振动器200的加速度信息。 ADXL326是电容效应型传感器，当物体发生加速度变化时，电容效应型传感器内部的金属电 极之间的距离会发生微小的变化，进而导致电容量发生变化，这个电容量的变化会引起电 路内部的电荷分布发生变化，从而产生电信号输出。 [0060] 如图3和图4所示，在本实用新型的一些实施例中，信号调理模块300包括电压信号 提取单元310和频率信号提取单元320；电压信号提取单元310用于提取加速度信息中的电 压信号，频率信号提取单元320用于提取加速度信息中的频率信号。信号调理模块300用于 对加速度获取模块100上传的正弦波信号进行放大、滤波和比较处理后，分析出频率信号以 及电压信号，并分别发送到锁相模块400以及驱动电压生成模块500。 [0061] 具体地，如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，电压信号提取单元310包括第 一运算放大器U2A、半波整流器D1、第一电容C1、第二运算放大器U2B、第一电阻R1、第二电阻 R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第二电容C2；半波整流器D1包括两个相互串联的稳压管，分 别为第一稳压二极管和第二稳压二极管；第一运算放大器U2A的同相输入端与加速度获取 模块100的输出端电连接，第一运算放大器U2A的反相输入端与第一稳压二极管的阳极电连 接，第一稳压二极管的阴极与第二稳压二极管的阳极电连接，第一运算放大器U2A的输出端 与第一稳压二极管和第二稳压二极管之间的连接点电连接；第一电容C1的第一端与第一运 算放大器U2A的反相输入端电连接，第一电容C1的第二端与第一运算放大器U2A的输出端电 连接；第二运算放大器U2B的同相输入端与第二稳压二极管的阴极电连接，且第二运算放大 器U2B的同相输入端还通过第一电阻R1连接第一电源(即VCC)；第二电阻R2的第一端与第一 运算放大器U2A的反相输入端电连接，第二电阻R2的第二端与第二运算放大器U2B的反相输 入端电连接；第三电阻R3的第一端与第二电阻R2的第二端电连接，第三电阻R3的第二端与 第二运算放大器U2B的输出端电连接；第二电容C2与第三电阻R3并联连接；第四电阻R4的第 一端与第三电阻R3的第二端电连接，第四电阻R4的第二端与驱动电压生成模块500的输入 端电连接。 [0062] 电压信号提取单元310通过第一运算放大器U2A和第二运算放大器U2B构成一个积 分电路，把来自加速度获取模块100的正弦波信号积分成直流信号，并发送给驱动电压生成 模块500。其中，半波整流器D1起到对正弦波信号的半波整流作用。 [0063] 如图4所示，在本实用新型的一些实施例中，频率信号提取单元320包括第三运算 放大器U3A和第四运算放大器U3B，第三运算放大器U3A的反相输入端通过第五电阻R5与加 9 9 CN 219695646 U 说明书 6/8页 速度获取模块100的输出端电连接，第三运算放大器U3A的同相输入端通过第六电阻R6连接 第二电源(即VVC/2)；第四运算放大器U3B的同相输入端与加速度获取模块100的输出端电 连接，第四运算放大器的反相输入端与第三运算放大器U3A的输出端电连接，第四运算放大 器U3B的输出端与锁相模块400的输入端电连接。在第三运算放大器U3A的反相输入端和输 出端之间还设置有电阻R17，在第四运算放大器U3B同相输入端与输出端之间还设置有电阻 R18。 [0064] 频率信号提取单元320通过第三运算放大器U3A构成一个反相电路，将来自加速度 获取模块100的正弦信号输入反相电路后，得到一个与原信号具有180°的相位差的正弦波 信号，再将这两个具有180°的相位差的正弦波信号，同时输入第四运算放大器U3B，得到一 个具有原信号频率的方波信号，并将该方波信号发送给锁相模块400。 [0065] 如图5所示，在本实用新型的一些实施例中，锁相模块400包括依次电连接的鉴相 器、电压控制振荡器U7(VCO)和除频器U8；其中，鉴相器包括反相器U4和U5、触发器U6A和 U6B、以及晶体管Q1；除频器U8可以采用CD74HC393MT等信号的芯片。鉴相器用于根据频率信 号提取单元320发送的频率信号与电压控制振荡器U7的生成信号的相位差，产生控制电压， 使电压控制振荡器U7根据鉴相器生成的控制电压，去调节所述频率信号的频率；除频器U8 用于对电压控制振荡器U7产生的信号进行分频，从而形成驱动频率并输出给驱动信号生成 模块600。锁相模块400通过对比加速度获取模块100返回的频率信号跟电磁振动器200设定 的频率，来动态调整驱动频率；如果返回的频率信号的频率高于原频率，则降低驱动频率； 如果返回的频率信号低于原频率，则提高驱动频率，自动跟随机器的固有频率，保证振动稳 定。 [0066] 如图6所示，在本实用新型的一些实施例中，驱动电压生成模块500包括第五运算 放大器U9、第六运算放大器U10A、第七运算放大器U10B、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻 R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、电阻R23、电阻R24、电容 C10、电容C11、第一三极管Q2、第二三极管Q3、第一MOS管Q4和第三稳压二极管D2。第五运算 放大器U9的同相输入端连接预设电压，第五运算放大器U9的反相输入端通过第七电阻R7连 接信号调理模块300发送的电压信号，第五运算放大器U9的输出端与第六运算放大器U10A 的同相输入端电连接，第五运算放大器U9的反相输入端与输出端之间还设置有电阻R24，第 五运算放大器U9的反相输入端与输出端之间还设置有相互串联的电阻R23和电容C10；第六 运算放大器U10A的反相输入端通过第八电阻R8与第七运算放大器U10B的反相输入端电连 接，第六运算放大器U10A的同相输入端与输出端之间设置有第十三电阻R13；第七运算放大 器U10B的输出端通过第九电阻R9连接第七运算放大器U10B的同相输入端，第七运算放大器 U10B的输出端通过第十电阻R10连接第七运算放大器U10B的反相输入端；第十一电阻R11的 第一端连接第一电源VCC，第十一电阻R11的第二端与第十二电阻R12的第一端电连接，第十 二电阻R12的第二端接地；第十一电阻R11与第十二电阻R12之间的连接点与第七运算放大 器U10B的同相输入端电连接；第一三极管Q2的基极与第六运算放大器U10A的输出端电连 接，且第一三极管的基极还通过第十三电阻R13与第五运算放大器U9的输出端电连接，第一 三极管Q2的集电极连接第一电源VCC；第二三极管Q3的基极与第一三极管Q2的基极电连接， 第二三极管Q3的发射极与第一三极管Q2的发射极电连接，第二三极管Q3的集电极接地；第 一MOS管Q4的栅极与第一三极管Q2的发射极电连接，第一MOS管Q4的源极连接第一电源VCC， 10 10 CN 219695646 U 说明书 7/8页 第一MOS管Q4的漏极与驱动信号生成模块600电连接；第三稳压二极管D2的阳极接地，第三 稳压二极管D2的阴极与第一MOS管Q4的漏极电连接。 [0067] 驱动电压生成模块500主要由一个PWM生成电路和一个MOS管驱动电路构成，通过 对比加速度获取模块100返回的电压信号与预设电压的大小，动态调整PWM电路的PWM波的 占空比，进而调整第一MOS管Q4的导通程度，从而调节驱动电压，并将驱动电压发送给驱动 信号生成模块600。驱动电压生成模块500通过比对预设电压与加速度获取模块100返回的 电压信号，来动态调整驱动电压；如果返回的电压信号电压高于预设电压，则降低驱动电 压；如果返回的电压信号低于预设电压，则升高驱动电压，以保证驱动电磁振动器200稳定 运行。 [0068] 如图7所示，在本实用新型的一些实施例中，驱动信号生成模块600包括第一触发 器U11、驱动芯片U12、第二MOS管Q5和第三MOS管Q6；第一触发器U11的输入端(即4A引脚)连 接所述驱动频率，第一触发器U11的输出端(即4Y引脚和4B引脚)与驱动芯片U12的输入端 (即IN引脚和LEN引脚)电连接；第二MOS管Q5的栅极与驱动芯片U12的第一输出端(即HG引 脚)电连接，第二MOS管Q5的漏极连接所述驱动电压；第三MOS管Q6的栅极与驱动芯片U12的 第二输出端(即LG引脚)电连接，第三MOS管Q6的源极接地，第三MOS管Q6的漏极与第二MOS管 Q5的源极电连接，且第三MOS管Q6的漏极与第二MOS管Q5的源极的连接处用于输出驱动信号 给电磁振动器200。驱动信号生成模块600把锁相模块400生成的驱动频率当作第一触发器 U11的输入信号，控制输出波形的频率；驱动电压生成模块500生成的电压信号则直接加在 第二MOS管Q5的源极，控制输出波形的幅值。驱动信号生成模块600将锁相模块400发送的驱 动频率和驱动电压生成模块500发送的驱动电压，通过MOS管控制电路转换成驱动信号，从 而驱动电磁振动器200稳定运行。 [0069] 根据本实用新型实施例的模拟闭环控制电路，相较于传统的数字调频振动送料控 制器，采用闭环控制方式，能够实现对电磁振动器200的实时控制，控制精度更高，控制效果 更加稳定，能够保证物料进样的稳定性，从而提高测量结果的准确性；本方案通过硬件电路 自动调整振动强度，响应速度更快，能够更加迅速地响应外部环境的变化，提高设备的控制 灵活性，使其能够更加稳定地工作。 [0070] 另一方面，本实用新型还提出了一种电磁振动给料机，其包括上述方面实施例所 述的模拟闭环控制电路。 [0071] 根据本实用新型实施例的电磁振动给料机，通过采用上述的模拟闭环控制电路， 相较于传统的数字调频振动送料控制器，采用闭环控制方式，能够实现对电磁振动器200的 实时控制，控制精度更高，控制效果更加稳定，能够保证物料进样的稳定性，从而提高测量 结果的准确性；本方案通过硬件电路自动调整振动强度，响应速度更快，能够更加迅速地响 应外部环境的变化，提高设备的控制灵活性，使其能够更加稳定地工作。 [0072] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“进一步实施例”、“一些具体实施 例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含 于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一 定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0073] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人能理解： 11 11 CN 219695646 U 说明书 8/8页 在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。 12 12 CN 219695646 U 说明书附图 1/6页 图1 图2 13 13 CN 219695646 U 说明书附图 2/6页 图3 14 14 CN 219695646 U 说明书附图 3/6页 图4 15 15 CN 219695646 U 说明书附图 4/6页 图5 16 16 CN 219695646 U 说明书附图 5/6页 图6 17 17 CN 219695646 U 说明书附图 6/6页 图7 18 18

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