CN217506145U

CN217506145U - 一种多功能寻线仪

Info

Publication number: CN217506145U
Application number: CN202220560969.4U
Authority: CN
Inventors: 雷鸣
Original assignee: Yongzhou Nuofangzhou Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Yongzhou Nuofangzhou Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-15
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2032-03-15

Abstract

本实用新型公开一种多功能寻线仪，寻线仪包括相互配合使用的发射器和接收器，发射器包括PWM发生模块、直流转交流逆变模块和寻线接口输出模块，PWM发生模块与直流转交流逆变模块连接，直流转交流逆变模块与寻线接口输出模块连接；接收器包括LC选频模块、前级放大模块、二级放大模块、比较输出模块、电源模块和信号处理模块，LC选频模块与前级放大模块输入端连接，前级放大模块输出端与二级放大模块的输入端连接，二级放大模块的输出端与比较输出模块的输入端连接，比较输出模块的输出端与信号处理模块连接，电源模块用于供电。

Description

一种多功能寻线仪

技术领域

本实用新型公开一种寻线仪，特别是一种多功能寻线仪，属于电工工具技术领域。

背景技术

在日常生活中，应用最普遍的电气线路就是室内房、屋墙体内电缆的走向以及交换机的网线、电话线、同轴线等。在现有技术中，电缆在墙体内的检测依靠的是大概估测，其估测结果往往误差较大，而网线、电话线和同轴线在机房中往往会出现十分凌乱、标记错误等等情况，造成维护、检修十分麻烦辛苦。

上述电气线路检测技术由于自身原理所限，均存在检测效率低以及检测准确性差的问题。这样就需要寻线仪对其进行帮助和寻线，现有技术中的寻线仪往往功能单一，检测准确性差。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的寻线仪功能单一的问题，本实用新型提供一种多功能寻线仪，其配备有多种接口，可实现多种线路的检测。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种多功能寻线仪，寻线仪包括相互配合使用的发射器和接收器，发射器包括PWM发生模块、直流转交流逆变模块和寻线接口输出模块，PWM发生模块与直流转交流逆变模块连接，直流转交流逆变模块与寻线接口输出模块连接；接收器包括LC选频模块、前级放大模块、二级放大模块、比较输出模块、电源模块和信号处理模块，LC选频模块与前级放大模块输入端连接，前级放大模块输出端与二级放大模块的输入端连接，二级放大模块的输出端与比较输出模块的输入端连接，比较输出模块的输出端与信号处理模块连接，电源模块用于供电。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的PWM发生模块包括发射器单片机和反相器U2，发射器单片机与反相器的输入端连接，反相器输出两路信号给后级电路。

所述的直流转交流逆变模块包括电容C4、电阻R3、MOS管Q1和变压器T1，PWM发生模块的一个输出端经过串联连接的电容C4与MOS管Q1的栅极连接，电阻R3连接在MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极与变压器T1的原边中的一端连接，变压器T1的原边中的另一端通过串联连接的电感L1与+8V电源连接，变压器T1的副边与寻线接口输出模块连接。

所述的线接口输出模块包括电话线接口JP2、强电接口J5、BNC接口J6和网线接口JP1，电话线接口JP2、强电接口J5、BNC接口J6和网线接口JP1分别与直流转交流逆变模块的输出端连接，其中

电话线接口JP2中的一个端口通过电容C14与变压器T1的一个副边连接，电话线接口JP2中与该端口配对的另一端口通过电阻R7接地；

强电接口J5的一个端口通过电容C15与变压器T1的一个副边连接，强电接口J5的另一个端口与变压器T1的另一个副边连接；

BNC接口J6的一个端口通过串联连接的电容C16和电容C12与网线接口JP1的一个端口连接，网线接口JP1中与该端口配对的另一端口通过串联连接的电容C13和电容C17与BNC接口J6的另一个端口连接；

网线接口P1的第三个端口通过电容C11与发射器单片机输出端连接，网线接口P1的第四个端口通过电容C10与第二脉冲信号端连接。

所述的LC选频模块包括电容C8和电感L1，电容C8和电感L1并联连接，电感L1是10mH，并联的电容C8是100pF，LC选频模块与放大模块连接。

所述的放大模块包括前级放大模块和二级放大模块，LC选频模块的输出端与前级放大模块的输入端连接，前级放大模块的输出端与二级放大模块的输入端连接，二级放大模块的输出端与比较输出模块的输入端连接。

所述的前级放大模块包括运算放大器U3-A、电容C10、电阻R6、电阻R9电阻R、电阻R8和电容C9，LC选频模块的一个输出端与运算放大器U3-A的同向输入端连接，运算放大器U3-A的反相输入端通过串联连接的电阻R6和电容C9接地，电阻R6和电容C9的公共端LC选频模块的另一个输出端连接，运算放大器U3-A的同向输入端通过电阻R7与基准电压源REF连接，运算放大器U3-A的同向输入端通过并联连接的电阻R8和电容C10接地，运算放大器U3-A的反相输入端与运算放大器U3-A的输出端之间连接有电阻R9。

所述的二级放大模块包括运算放大器U3-B、电容C12、电容C13、电容C14、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R15，前级放大模块的输出端与运算放大器U3-B的反向输入端通过依次串联连接的电阻R10、电容C12和电阻R11连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电容C13与电容C12和电阻R11的公共节点连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电阻R12与基准电压源REF连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电阻R13接地，电容C14与电阻R13并联连接，运算放大器U3-B的反向输入端与运算放大器U3-B的输出端之间连接有电阻R15。

所述的比较输出模块包括放大器U4、二极管D3、二极管D10、电阻R93、电阻R92、电阻R91、电容C17和可调电阻VR2，二级放大模块输出端通过电容C16连接在放大器U4的同相输入端上，二极管D3和二极管D10串联连接在放大器U4的输出端上，放大器U4的反相输入端与放大器U4的输出端之间连接有串联连接的电阻R93和电阻R91，电阻R93和电阻R91的公共端通过串联连接的电阻R92和电容C17接地，可调电阻VR2一端与+5V电源连接，可调电阻VR2另一端接地，可调电阻VR2的中间抽头与电阻R92和电容C17的公共端连接。

所述的音频驱动模块包括运算放大器U1和功率放大器U2，信号处理模块的数据输出端与运算放大器U1的反相输入端连接，信号处理模块输出PWM型号给运算放大器U1，信号处理模块的数据输出端与运算放大器U1的反相输入端之间串联连接有电容C2、电阻R2和电阻R4，电阻R2和电阻R4的公共端与地之间连接电容C3，电阻R2和电阻R4的公共端与运算放大器U1的输出端之间连接有电阻R3，运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端之间连接有电容C4，运算放大器U1的同相输入端与基准电源连接，运算放大器U1的输出端与功率放大器U2的输入端连接，功率放大器U2的输出端连接有扬声器P1，运算放大器U1的输出端与功率放大器U2的输入端之间串联连接有电容C5和电阻R5。

本实用新型的有益效果是：本实用新型符合国标和国际强电设备安规资质认证，变压器作为强弱电隔离，可以保证使用人群安全。本实用新型中的接收器可以快速查找出墙体内强电电缆的走向，灵敏度高、探测深度高，网线、电话线、BNC 都可以准确寻到，输出端的PWM信号经放大之后推动喇叭并发出声音提醒，可以除掉音频干扰信号，并且灵敏度可以调整。

目前市面上单独的寻线仪很多，功能比较单一，多种功能集成的寻线仪几乎很少见到，本实用新型将其整合在仪器，可以快速准确的实现对强电线缆的安装施工，机房内网线电话线和同轴线检修和维护都是否方便，减少出错的可能及人工查找问题所在浪费的时间，极大地提高了安装效率、节约了成本。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型发射器电路方框图。

图2为本实用新型接收器电路方框图。

图3为本实用新型发射器电路原理图。

图4为本实用新型接收器接收部分电路原理图。

图5为本实用新型接收器报警部分电路原理图。

图6为本实用新型数字信号处理模块部分电路原理图。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

请结合参看附图1至附图6，本实用新型保护一种多功能寻线仪，其主要包括相互配合使用的发射器（即主机）和接收器（即手持副机），本实施例中，发射器包括PWM发生模块、直流转交流逆变模块和寻线接口输出模块，PWM发生模块与直流转交流逆变模块连接，输出PWM信号给直流转交流逆变模块，直流转交流逆变模块与寻线接口输出模块连接；接收器包括LC选频模块、前级放大模块、二级放大模块、比较输出模块和单片机数字信号处理模块，LC选频模块与前级放大模块输入端连接，前级放大模块输出端与二级放大模块的输入端连接，二级放大模块的输出端与比较输出模块的输入端连接，比较输出模块的输出端与单片机数字信号处理模块连接。

本实施例中，PWM发生模块包括发射器单片机和反相器U2，发射器单片机与反相器（本实施例中，反向器可以增强驱动MOS管的能力，波形实际跟PWM一样，具体实施时，采用其他类型的反向器也可以）的输入端连接，反相器输出两路信号给后级电路，发射器单片机产生一个频率为156Khz，间隔330us（本实施例中，给一段时间延时，避免mos管通断时容易进入死区烧毁）的GATE1信号给反向器U2，本实施例中，反向器U2采用型号为SN74LVC2G02DCUR的二输入反相器，具体实施时，也可以选用其他型号的反相器，本实施例中，选用的反向器U2中的U2-A和U2-B两个模组，输出两路信号分别使用。

本实施例中，直流转交流逆变模块包括电容C4、电阻R3、MOS管Q1和变压器T1，PWM发生模块的一个输出端经过串联连接的电容C4与MOS管Q1的栅极连接，即PWM发生模块的输出一路信号经电容C4耦合到MOS管Q1的G级，电阻R3连接在MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极与变压器T1的原边中的一端连接，变压器T1的原边中的另一端通过串联连接的电感L1与+8V电源连接，变压器T1的副边与寻线接口输出模块连接。本实施例中，电阻R3作为下拉电阻，+8V的直流电源经过电感L1滤波后流经变压器T1的原边，PWM信号控制MOS管Q1的开关，从而使直流信号流经MOS管Q1的D-S到地，变压器T1会产生自感电动势，经过变压器T1的原边和副边的匝数比升压输出高频脉冲信号，最大幅值为48v，最小幅值为28v，本实施例中，变压器T1匝数比为1:7。

本实施例中，线接口输出模块包括电话线接口JP2、强电接口J5、BNC接口J6和网线接口JP1，电话线接口JP2、强电接口J5、BNC接口J6和网线接口JP1分别与直流转交流逆变模块的输出端连接，其中

电话线接口JP2中的一个端口通过电容C14与变压器T1的一个副边连接，电话线接口JP2中与该端口配对的另一端口通过电阻R7接地。

强电接口J5的一个端口通过电容C15与变压器T1的一个副边连接，强电接口J5的另一个端口与变压器T1的另一个副边连接。

BNC接口J6的一个端口通过串联连接的电容C16和电容C12与网线接口JP1的一个端口（本实施例中为端口2）连接，网线接口JP1中与该端口配对的另一端口（本实施例中为端口1）通过串联连接的电容C13和电容C17与BNC接口J6的另一个端口连接，电容C16的另一端连接的是接口J1的4脚PWM3，电容C17的另一端连接接口J1 的5脚PWM4， PWM3和PWM4由单片机产生，频率是1KHZ。

网线接口P1的第三个端口（本实施例中为端口4）通过电容C11与发射器单片机输出端（OUT）连接，网线接口P1的第四个端口（本实施例中为端口5）通过电容C10与第二脉冲信号端（PWM2）连接。

本实施例中，发射器单片机输出四路PWM信号，分别将其定义第一脉冲信号端PWM1、第二脉冲信号端PWM2、第三脉冲信号端PWM3、第四脉冲信号端PWM4以及一路输出信号，将其定义为输出端OUT，第一脉冲信号端PWM1、第二脉冲信号端PWM2、输出端OUT、第三脉冲信号端PWM3、第四脉冲信号端PWM4分别与接口J1的第一端口至第五端口连接，接口J1的第六端口通过电阻R2与变压器T1的一个副边连接，接口J1的第七端口与变压器T1的另一个副边连接。

本实施例中，电源接口J2中的第一端口和第二端口均与+8V电源连接，电源接口J2中的第三端口与+5V电源连接，电源接口J2中的第四端口和第五端口接地。

本实施例中，由于逆变部分是小线路板，而电源部分和对外输出接口在底板上，所以，逆变部分通过接口J1和接口J2与底板连接，进行通信。

本实施例中，LC选频模块包括电容C8和电感L1，电容C8和电感L1并联连接，作为LC探头使用，用于谐振信号接收，本实施例中，电感L1是10mH，并联的电容C8是100pF，谐振频率为159KHZ ，LC选频模块与放大模块连接。

本实施例中，放大模块包括前级放大模块和二级放大模块，LC选频模块的输出端与前级放大模块的输入端连接，前级放大模块的输出端与二级放大模块的输入端连接，二级放大模块的输出端与比较输出模块的输入端连接。本实施例中，前级放大模块包括运算放大器U3-A、电容C10、电阻R6、电阻R9电阻R、电阻R8和电容C9，LC选频模块的一个输出端与运算放大器U3-A的同向输入端连接，运算放大器U3-A的反相输入端通过串联连接的电阻R6和电容C9接地，电阻R6和电容C9的公共端LC选频模块的另一个输出端连接，运算放大器U3-A的同向输入端通过电阻R7与基准电压源REF（本实施例中，基准电压源REF为由TL431稳压输出2.5V电压）连接，运算放大器U3-A的同向输入端通过并联连接的电阻R8和电容C10接地，运算放大器U3-A的反相输入端与运算放大器U3-A的输出端之间连接有电阻R9。本实施例中，二级放大模块包括运算放大器U3-B、电容C12、电容C13、电容C14、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R15，前级放大模块的输出端与运算放大器U3-B的反向输入端通过依次串联连接的电阻R10、电容C12和电阻R11连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电容C13与电容C12和电阻R11的公共节点连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电阻R12与基准电压源REF连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电阻R13接地，电容C14与电阻R13并联连接，运算放大器U3-B的反向输入端与运算放大器U3-B的输出端之间连接有电阻R15，

本实施例中，电阻R9选用150KΩ电阻，电阻R6选用10KΩ电阻，所以本实施例中，前级放大模块的放大倍数：

AU1=1+(R9/R6)=1+(150k/10k)=16；

本实施例中，电阻R15选用150KΩ电阻，电阻R11选用1KΩ电阻，所以本实施例中，二级放大模块的放大倍数：

AU2=1+(R15/R11)=1+(150k/1k)=151；

二级运放放大模块总共的放大倍数为：AU=AU1*AU2=16*151=2146。

本实施例中，比较输出模块包括放大器U4、二极管D3、二极管D10、电阻R93、电阻R92、电阻R91、电容C17和可调电阻VR2，二级放大模块输出端通过电容C16连接在放大器U4的同相输入端上，二极管D3和二极管D10串联连接在放大器U4的输出端上，放大器U4的反相输入端与放大器U4的输出端之间连接有串联连接的电阻R93和电阻R91，电阻R93和电阻R91的公共端通过串联连接的电阻R92和电容C17接地，可调电阻VR2一端与+5V电源连接，可调电阻VR2另一端接地，可调电阻VR2的中间抽头与电阻R92和电容C17的公共端连接。比较电平由可调电阻VR2对5V电压分压得到，可以将信号整形得到矩形波，后面就可以送到单片机ADC采集处理。

本实施例中，音频驱动模块包括运算放大器U1和功率放大器U2，信号处理模块的数据输出端与运算放大器U1的反相输入端连接，信号处理模块输出PWM型号给运算放大器U1，信号处理模块的数据输出端与运算放大器U1的反相输入端之间串联连接有电容C2、电阻R2和电阻R4，电阻R2和电阻R4的公共端与地之间连接电容C3，电阻R2和电阻R4的公共端与运算放大器U1的输出端之间连接有电阻R3，运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端之间连接有电容C4，运算放大器U1的同相输入端与基准电源连接。

本实施例中，运算放大器U1的输出端与功率放大器U2的输入端连接，功率放大器U2的输出端连接有扬声器P1，通过功率放大器U2直接驱动扬声器P1发声，运算放大器U1的输出端与功率放大器U2的输入端之间串联连接有电容C5和电阻R5。信号处理模块输出一定频率（频率多少可自由设定）的PWM信号给运算放大器U1，运算放大器U1构成的前置电压放大电路，经运算放大器U1放大后输出给功率放大器U2，功率放大器U2驱动扬声器发出声音。

本实施例中，信号处理模块选用单片机，现有技术中各类型的单片机都可以实现此功能，所以本发明中对单片机类型不做限定，市售单片机均可。电源模块采用锂电池经稳压模块后输出进行供电，此电路结构可采用常规电路结构。

本实用新型符合国标和国际强电设备安规资质认证，变压器作为强弱电隔离，可以保证使用人群安全。本实用新型中的接收器可以快速查找出墙体内强电电缆的走向，灵敏度高、探测深度高，网线、电话线、BNC 都可以准确寻到，输出端的PWM信号经放大之后推动喇叭并发出声音提醒，可以除掉音频干扰信号，并且灵敏度可以调整。

Claims

1.一种多功能寻线仪，其特征是：所述的寻线仪包括相互配合使用的发射器和接收器，发射器包括PWM发生模块、直流转交流逆变模块和寻线接口输出模块，PWM发生模块与直流转交流逆变模块连接，直流转交流逆变模块与寻线接口输出模块连接；接收器包括LC选频模块、前级放大模块、二级放大模块、比较输出模块、电源模块和信号处理模块，LC选频模块与前级放大模块输入端连接，前级放大模块输出端与二级放大模块的输入端连接，二级放大模块的输出端与比较输出模块的输入端连接，比较输出模块的输出端与信号处理模块连接，电源模块用于供电。

2.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的PWM发生模块包括发射器单片机和反相器U2，发射器单片机与反相器的输入端连接，反相器输出两路信号给后级电路。

3.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的直流转交流逆变模块包括电容C4、电阻R3、MOS管Q1和变压器T1，PWM发生模块的一个输出端经过串联连接的电容C4与MOS管Q1的栅极连接，电阻R3连接在MOS管Q1的栅极与源极之间，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的漏极与变压器T1的原边中的一端连接，变压器T1的原边中的另一端通过串联连接的电感L1与+8V电源连接，变压器T1的副边与寻线接口输出模块连接。

4.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的线接口输出模块包括电话线接口JP2、强电接口J5、BNC接口J6和网线接口JP1，电话线接口JP2、强电接口J5、BNC接口J6和网线接口JP1分别与直流转交流逆变模块的输出端连接，其中电话线接口JP2中的一个端口通过电容C14与变压器T1的一个副边连接，电话线接口JP2中与该端口配对的另一端口通过电阻R7接地；

5.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的LC选频模块包括电容C8和电感L1，电容C8和电感L1并联连接，电感L1是10mH，并联的电容C8是100pF，LC选频模块与放大模块连接。

6.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的前级放大模块包括运算放大器U3-A、电容C10、电阻R6、电阻R9电阻R、电阻R8和电容C9，LC选频模块的一个输出端与运算放大器U3-A的同向输入端连接，运算放大器U3-A的反相输入端通过串联连接的电阻R6和电容C9接地，电阻R6和电容C9的公共端LC选频模块的另一个输出端连接，运算放大器U3-A的同向输入端通过电阻R7与基准电压源REF连接，运算放大器U3-A的同向输入端通过并联连接的电阻R8和电容C10接地，运算放大器U3-A的反相输入端与运算放大器U3-A的输出端之间连接有电阻R9。

7.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的二级放大模块包括运算放大器U3-B、电容C12、电容C13、电容C14、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R15，前级放大模块的输出端与运算放大器U3-B的反向输入端通过依次串联连接的电阻R10、电容C12和电阻R11连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电容C13与电容C12和电阻R11的公共节点连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电阻R12与基准电压源REF连接，运算放大器U3-B的同相输入端通过电阻R13接地，电容C14与电阻R13并联连接，运算放大器U3-B的反向输入端与运算放大器U3-B的输出端之间连接有电阻R15。

8.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的比较输出模块包括放大器U4、二极管D3、二极管D10、电阻R93、电阻R92、电阻R91、电容C17和可调电阻VR2，二级放大模块输出端通过电容C16连接在放大器U4的同相输入端上，二极管D3和二极管D10串联连接在放大器U4的输出端上，放大器U4的反相输入端与放大器U4的输出端之间连接有串联连接的电阻R93和电阻R91，电阻R93和电阻R91的公共端通过串联连接的电阻R92和电容C17接地，可调电阻VR2一端与+5V电源连接，可调电阻VR2另一端接地，可调电阻VR2的中间抽头与电阻R92和电容C17的公共端连接。

9.根据权利要求1所述的多功能寻线仪，其特征是：所述的寻线仪还包括音频驱动模块，音频驱动模块包括运算放大器U1和功率放大器U2，信号处理模块的数据输出端与运算放大器U1的反相输入端连接，信号处理模块输出PWM型号给运算放大器U1，信号处理模块的数据输出端与运算放大器U1的反相输入端之间串联连接有电容C2、电阻R2和电阻R4，电阻R2和电阻R4的公共端与地之间连接电容C3，电阻R2和电阻R4的公共端与运算放大器U1的输出端之间连接有电阻R3，运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端之间连接有电容C4，运算放大器U1的同相输入端与基准电源连接，运算放大器U1的输出端与功率放大器U2的输入端连接，功率放大器U2的输出端连接有扬声器P1，运算放大器U1的输出端与功率放大器U2的输入端之间串联连接有电容C5和电阻R5。