图2。1  发射机原理框图

为了使发射机具有良好的性能，发射机主要器件和参数选择原因如下介绍： 

（1）MSP430 单片机 

该单片机的最大特点是超低功耗。设备的低功耗在定位卡堵过程中具有实际意义，只有发射机正常运行才能发出磁信号以便接收机进行定位，所以延长发射机的续航时间是保障清管作业安全的一个重要指标。 

（2）正弦波 

众所周知，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，周期性变化的正弦波电场可以产生按正弦波变化的磁场。同时，工程技术上所有的周期性波形都可以形成多个不同频率、不同相位、不同幅值的正弦波组成，所以在接收振荡信号过程中，单一频率成分的波形——正弦波的特征明显，容易被识别，所以选用正弦波传递磁信号。 文献综述

（3）20Hz的振荡频率 

因为高频信号的穿透能力差，无法穿透管壁，所以发射机要发射低频的信号；但如果信号频率又过低，反而会影响接收机判断处理的时间，降低接收机的灵敏度。综上两点所述，我们应该设定信号频率值适中偏低，固将其设定为 20Hz。

2。2。2  发射机电源电路 

在发射机的电源电路中，多采用的是不同芯片组合构成，各自发挥各各自功能，各个芯片都需要的不同的电压值（比如单片机需要的电源是 3。3V而升压芯片 SN74LVC2T45 需要电源是5。5V），所以为保证所有器件的正常工作，需要转化电源电压。 

发射机电源电路原理图如图 2。2 所示。在发射机的输出端，电源电压为 9V。经过电感 L1、C7 和 L2、C8 滤掉高次谐波之后，经过磁珠 FB1 和 FB2 进入芯片TPS79801 的输入端 IN借口，磁珠FB1与FB2起到的是隔离、保护芯片的作用；通过公式Vout= 1。275 V  （1 + R 1/ R2）配置电阻 R1与R2 的比值，使输出电压分别为 5。5V、3。3V，具体电阻值如图 2。2 所示；在输出端分别采用 C5、C1 和 C2、C6的电容器

输出电压 5。5V输出电压 3。3V 

图2。2  电源电路原理图

其中图 2。2（b）中的输入电压是经过图 2。2（a）转换后得到的5。5V电压，与9V的电源电压没有关系。电路中应该尽量减小输入输出的电压差值，以避免器件因电压差值过大而引起发热、功耗变大等问题。

2。2。3  发射机主电路 

发射机做到核心控制装置的是单片机，如前文所述，该发射机通过嵌入式微控制器（MCU）MSP430单片机控制整个电路的运行，而三极管开断的控制是其最重要的控制。如图 2。3 所示，采用全桥臂的逆变电路方式生成的正弦调制波，通过其从发射机传递信号给接收机，同时利用自耦调压器扩大磁信号的强度，提升磁信号的发射距离。

类似全桥的逆变电路，通过单片机来控制两个 I/O 口（P4。1、P4。2）的电平输出。因为单片机的电平电压值不足以达到三极管所要求的导通值，来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-需要通过一款升压芯片SN74LVC2T45 来进行电平转换，转换后的电压来触发 Q1与Q2三极管。依据编写的程序来控制 P4。1、P4。2 引脚高低电平的翻转时间，从而控制Q1与Q2三极管的导通，同样也是说在电感 L1 和 L2 上，可以通过控制电压来实现产生正弦调制波，形成调制信号。其原理同全桥逆变 SPWM 的原理一样，是将电感L1与L2相连接来实现该原理，同样也依据的是L1和L2另一端是否能接地控制自耦调压器上电压的方向。当 Q1导通Q2没有导通时，电感L1上SS/P2F接口将通过 Q1 接地，此时电感L1为正向电源电压；当Q2导通而Q1没有导通时，电感 L2的PIS接口将通过 Q2接地，此时电感L2上的电压为负向的电源电压，即与Q1导通时线圈上电压的大小相同且方向相反。故控制Q1、Q2的导通时间可以得到正弦波波形的频率信号。