CN211293641U - 一种节能电波钟 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种节能电波钟，包括：信号接收模块、检测模块模块、控制电子板、显示模块和电源模块；所述信号接收模块包括天线谐振电路、放大滤波电路、低功耗检波电路和AGC自动增益控制回路，所述信号接收模块用于接收授时中心或授时电波发生源发出的授时电波；所述检测模块包括光线检测单元和温湿度检测单元；所述控制电子板包括MCU控制器，所述显示模块包括LCD液晶显示屏，所述LCD液晶显示屏与所述MCU控制器电连接，所述LCD液晶显示屏用于显示授时时间和环境中的温湿度，本实用新型使用低功耗控制芯片并且采用受光唤醒降低了电路功耗，电路结构简单，可靠性高。

Description

一种节能电波钟

技术领域

本实用新型涉及钟表设备技术领域，尤其涉及到一种节能电波钟。

背景技术

电波钟经几年发展，长波授时技术日趋成熟，授时过程即BPC时码信号通过载波编码调制以长波发射出去，在接收端，利用天线和选频放大电路进行解调和解码，得出准确时间信号并进行显示。现有的电波钟抗干扰能力较差且适用性不高，由于电路复杂还存在电路功耗较高的问题。

综上所述，如何提供一种电路结构简单，可靠性高且功耗较低的节能电波钟，是本领域技术人员需解决的问题。

实用新型内容

本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种节能电波钟，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种节能电波钟，包括：信号接收模块、检测模块模块、控制电子板、显示模块和电源模块；

所述信号接收模块包括天线谐振电路、放大滤波电路、低功耗检波电路和AGC自动增益控制回路，所述信号接收模块用于接收授时中心或授时电波发生源发出的授时电波，所述天线谐振电路、所述放大滤波电路、所述低功耗检波电路和AGC自动增益控制回路依次电连接，所述AGC自动增益控制回路的反馈端与所述放大滤波电路电连接；

所述检测模块包括光线检测单元和温湿度检测单元，所述光线检测单元和所述温湿度检测单元均与所述控制电子板电连接，所述光线检测单元用于检测环境中的光线强度，所述温湿度检测单元用于检测环境中的温湿度；

所述控制电子板包括MCU控制器，所述显示模块包括LCD液晶显示屏，所述LCD液晶显示屏与所述MCU控制器电连接，所述LCD液晶显示屏用于显示授时时间和环境中的温湿度。

进一步地，所述天线谐振电路包括磁棒天线和调频电容C1，所述调频电容C1并接自爱所述磁棒天线线圈L1的两端。

更进一步地，所述放大滤波电路包括采用差动输入放大电路，滤波选频电路和窄带滤波电路，所述差动输入放大电路包括NPN型三极管Q1至Q3、电阻R1、电阻R2和滤波电容C2,所述滤波电容C2接在所述线圈L1的一端与地之间，所述三极管Q1和所属三极管Q2采用共射极相接，所述滤波选频电路包括电容C3、NPN型三极管Q4、电感L2和电容C4,所述窄带滤波电路包括电阻R4、电阻R5、NPN型三极管Q9、电容C5、电容C6和晶振X1。

更进一步地，所述低功耗检波电路包括由三极管和二极管组成的双管检波电路，所述双管检波电路可提高检波效率，提高检波的稳定性，所述低功耗检波电路的输出端与所述MCU控制器的外部中断接口相接将接收到的电信号发送给所述MCU控制器进行编码。

进一步地，所述AGC自动增益控制回路包括一个滤波电容、两个电阻、一个保护电阻和一个NPN型三极管，所述滤波电容一端接地，所述滤波电容另一端与一个电阻一端并接后与所述放大滤波电路的反馈输入端相连，所述一个电阻另一端与所述三极管集电极和另一个电阻一端并接，所述另一个电阻另一端接电源，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过所述保护电阻与所述检波电路相连。

进一步地，所述光线检测单元包括光敏传感器，所述温湿度检测单元包括温湿度传感器，所述光敏传感器和所述温湿度传感器的输出端均与所述MCU控制器的A/D转换端口相连。

进一步地，还包括音频模块，所述音频模块包括扬声器和扬声器驱动电路，所述扬声器驱动电路与所述扬声器电连接。

更进一步地，所述扬声器驱动电路包括两个保护电阻、一个电容和一个NPN型三极管，所述三极管的基极通过一个保护电阻与所述MCU的输出端口连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与另一个保护电阻的一端、所述电容的一端和所述扬声器的一端并接，所述另一个保护电阻的另一端、所述电容的另一端和所述扬声器的另一端并接。

本实用新型的有益效果是，该实用新型使用低功耗控制芯片并且采用受光唤醒模式在不使用时可使得系统处于休眠状态，降低了电路功耗，且电路结构简单，可靠性高，系统中的双管检波方式可以将检波效率大大提高并提高检波的稳定性。

下文中将结合附图对实施本实用新型的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本实用新型的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为本实用新型组成结构示意图。

图2为本实用新型中天线谐振电路和放大滤波电路的电路接口示意图。

图3为本实用新型中低功耗检波电路的电路接口示意图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如附图1至附图3所示，本实用新型提供了一种结构简单，适用性高且功耗较低的节能电波钟，该节能电波钟包括：信号接收模块、检测模块模块、控制电子板、显示模块和电源模块，还包括音频模块；所述控制电子板包括MCU控制器，本系统中的MCU控制器采用低功耗STM32芯片STM32L151CBT6，该芯片的多个低功耗模式十分适合用于低功耗系统的应用，所述显示模块包括LCD液晶显示屏，所述MCU控制器的输出端口与所述液晶显示屏的输入端口相连，所述液晶显示屏与所述核心处理器采用并行控制通信方式，且所述LCD液晶显示屏用于显示授时时间和环境中的温湿度；所述电源模块包括可充电锂电池，所述可充电锂电池用于为系统提供所需电压；所述音频模块包括扬声器和扬声器驱动电路，所述扬声器驱动电路与所述扬声器电连接，所述扬声器驱动电路包括两个保护电阻、一个电容和一个NPN型三极管，所述三极管的基极通过一个保护电阻与所述MCU的输出端口连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与另一个保护电阻的一端、所述电容的一端和所述扬声器的一端并接，所述另一个保护电阻的另一端、所述电容的另一端和所述扬声器的另一端并接。

信号接收模块包括天线谐振电路、放大滤波电路、低功耗检波电路和AGC自动增益控制回路，所述信号接收模块用于接收授时中心或授时电波发生源发出的授时电波，所述天线谐振电路、所述放大滤波电路、所述低功耗检波电路和AGC自动增益控制回路依次电连接，所述AGC自动增益控制回路的反馈端与所述放大滤波电路电连接。

检测模块包括光线检测单元和温湿度检测单元，所述光线检测单元和所述温湿度检测单元均与所述控制电子板电连接，所述光线检测单元用于检测环境中的光线强度，所述温湿度检测单元用于检测环境中的温湿度，其中，所述光线检测单元包括光敏传感器，所述温湿度检测单元包括温湿度传感器，所述光敏传感器和所述温湿度传感器的输出端分别与所述MCU控制器的A/D转换端口PA0和PA7相连。

如图2所示，所述天线谐振电路包括磁棒天线和调频电容C1，所述调频电容C1并接自爱所述磁棒天线线圈L1的两端；所述放大滤波电路包括采用差动输入放大电路，滤波选频电路和窄带滤波电路，所述差动输入放大电路包括NPN型三极管Q1至Q3、电阻R1、电阻R2和滤波电容C2,所述滤波电容C2接在所述线圈L1的一端与地之间，所述三极管Q1和所属三极管Q2采用共射极相接，所述滤波选频电路包括电容C3、NPN型三极管Q4、电感L2和电容C4,所述窄带滤波电路包括电阻R4、电阻R5、NPN型三极管Q9、电容C5、电容C6和晶振X1,其中，因晶振高品质因数的特性可对输入信号进行窄带滤波。晶振对于相应频率的信号成低阻性质，对于其他频率则呈现高阻抗的特性。利用晶振良好的滤波特性可以将大部分噪声滤除也可以消除邻频干扰。如图3所示，所述低功耗检波电路包括由三极管和二极管组成的双管检波电路，所述双管检波电路可提高检波效率，提高检波的稳定性，所述低功耗检波电路的输出端与所述MCU控制器的外部中断接口相接将接收到的电信号发送给所述MCU控制器进行编码，检波门限电压的设定可通过调节电阻R9来实现，实际系统中可将R9设计可调滑阻，方便随时调节门限电压值。为了使输出信号为高电平方便MCU控制器解码，同时还应使其高电平能够引起MCU控制器外部中断，故设置三极管Q8，通过控制集电极电阻R12尽可能大，可以使电路功耗尽可能降低。

在本实施例中，所述AGC自动增益控制回路包括一个滤波电容、两个电阻、一个保护电阻和一个NPN型三极管，所述滤波电容一端接地，所述滤波电容另一端与一个电阻一端并接后与所述放大滤波电路的反馈输入端相连，所述一个电阻另一端与所述三极管集电极和另一个电阻一端并接，所述另一个电阻另一端接电源，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过所述保护电阻与所述检波电路相连。由于信号接收的强度随着天线的方向摆设而变化，从而使信号的包络出现强弱变化。因此本实用新型采用自动增益控制回路进行信号强度控制，其中AGC输入是检波后的波峰值，AGC的输出作差动输入放大电路的有源负载，提供共射极的射极电流，同时控制三极管Q4的基极，进而控制放大倍数,当信号强度强时，AGC输出就变弱，以使最终输出的包络达到平衡。

应当说明的是，本实用新型所述的实施方式仅仅是实现本实用新型的优选方式，对属于本实用新型整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能电波钟，其特征在于，包括：信号接收模块、检测模块模块、控制电子板、显示模块和电源模块；

所述信号接收模块包括天线谐振电路、放大滤波电路、低功耗检波电路和AGC自动增益控制回路，所述信号接收模块用于接收授时中心或授时电波发生源发出的授时电波，所述天线谐振电路、所述放大滤波电路、所述低功耗检波电路和AGC自动增益控制回路依次电连接，所述AGC自动增益控制回路的反馈端与所述放大滤波电路电连接；

所述检测模块包括光线检测单元和温湿度检测单元，所述光线检测单元和所述温湿度检测单元均与所述控制电子板电连接，所述光线检测单元用于检测环境中的光线强度，所述温湿度检测单元用于检测环境中的温湿度；

所述控制电子板包括MCU控制器，所述显示模块包括LCD液晶显示屏，所述LCD液晶显示屏与所述MCU控制器电连接，所述LCD液晶显示屏用于显示授时时间和环境中的温湿度。

2.根据权利要求1所述的节能电波钟，其特征在于，所述天线谐振电路包括磁棒天线和调频电容C1，所述调频电容C1并接自爱所述磁棒天线线圈L1的两端。

3.根据权利要求2所述的节能电波钟，其特征在于，所述放大滤波电路包括采用差动输入放大电路，滤波选频电路和窄带滤波电路，所述差动输入放大电路包括NPN型三极管Q1至Q3、电阻R1、电阻R2和滤波电容C2,所述滤波电容C2接在所述线圈L1的一端与地之间，所述三极管Q1和所属三极管Q2采用共射极相接，所述滤波选频电路包括电容C3、NPN型三极管Q4、电感L2和电容C4,所述窄带滤波电路包括电阻R4、电阻R5、NPN型三极管Q9、电容C5、电容C6和晶振X1。

4.根据权利要求3所述的节能电波钟，其特征在于，所述低功耗检波电路包括由三极管和二极管组成的双管检波电路，所述双管检波电路可提高检波效率，提高检波的稳定性，所述低功耗检波电路的输出端与所述MCU控制器的外部中断接口相接将接收到的电信号发送给所述MCU控制器进行编码。

5.根据权利要求1所述的节能电波钟，其特征在于，所述AGC自动增益控制回路包括一个滤波电容、两个电阻、一个保护电阻和一个NPN型三极管，所述滤波电容一端接地，所述滤波电容另一端与一个电阻一端并接后与所述放大滤波电路的反馈输入端相连，所述一个电阻另一端与所述三极管集电极和另一个电阻一端并接，所述另一个电阻另一端接电源，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过所述保护电阻与所述检波电路相连。

6.根据权利要求1所述的节能电波钟，其特征在于，所述光线检测单元包括光敏传感器，所述温湿度检测单元包括温湿度传感器，所述光敏传感器和所述温湿度传感器的输出端均与所述MCU控制器的A/D转换端口相连。

7.根据权利要求1所述的节能电波钟，其特征在于，还包括音频模块，所述音频模块包括扬声器和扬声器驱动电路，所述扬声器驱动电路与所述扬声器电连接。

8.根据权利要求7所述的节能电波钟，其特征在于，所述扬声器驱动电路包括两个保护电阻、一个电容和一个NPN型三极管，所述三极管的基极通过一个保护电阻与所述MCU的输出端口连接，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与另一个保护电阻的一端、所述电容的一端和所述扬声器的一端并接，所述另一个保护电阻的另一端、所述电容的另一端和所述扬声器的另一端并接。

Images