電磁輻射檢測儀

1、手機(jī)電磁輻射檢測儀【摘要】本文介紹的便攜式移動電話電磁輻射撿測儀， 能實現(xiàn)對移動電話的電破 輻射進(jìn)行實時檢測，具有體積小，便于攜帶、測量方便的特點。隨著通訊事業(yè)的發(fā)展，移動電話已愈來愈成為人們離不開的通訊工具， 但移 動電話在方便人們工作和業(yè)余生活的同時， 也帶來一個不容忽視的問題，那就是 移動電話電磁輻射的污染問題。由于電磁輻射看不見摸不著，人們無法通過感覺 器官覺察到這種隱形污染，但它卻已充斥在我們身邊。電磁輻射是一種復(fù)合的 電磁波，以相互垂直的電場和磁場隨時間的變化而傳遞能量，人體生命活 動包含一系列的生物電活動，這些生物電對環(huán)境的電磁波非常敏感，因此， 電磁輻射可以對人體造成影響和損害

2、。所以，我們有必要對移動電話的電磁 輻射強(qiáng)度做出檢測，觀察是否超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，以便采取有效措施進(jìn)行防護(hù)。1. 手機(jī)電磁輻射檢測儀總體設(shè)計該電磁輻射測量儀主要由傳感器、濾波網(wǎng)絡(luò)、放大部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換、鍵盤控制、單片機(jī)控制單元、顯示和報警等八大部分構(gòu)成，基本組成框圖如圖1所示。圖1手機(jī)電磁輻射檢測儀原理框圖2. 工作原理該手機(jī)電磁輻射檢測儀整個系統(tǒng)采用 9V電池經(jīng)LM1084急壓芯片穩(wěn)壓為5V后 供電，由傳感器探頭檢測到的電磁信號首先通過濾波網(wǎng)絡(luò). 經(jīng)過電壓跟隨送至放 大電路，放大后的信號輸出到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中, 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號輸送到單片機(jī) 中進(jìn)行處理，并具有保持、顯示最大值等功能。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換

3、器的輸出進(jìn)入單片機(jī)AT89C5的P1 口，PO口輸出的數(shù)據(jù)送至液 晶顯示模塊。其內(nèi)部操作數(shù)由MC發(fā)送的信號決定些信號包括：(1)寄存器選 擇信號RS (2)讀寫信號R/W 數(shù)據(jù)總線DBO DB7 (4)MPU與外部并行I/O 口 的選通信號E。P20P23口提供液晶顯示器的讀寫控制，P25- P27乍為鍵盤輸入 端口。3. 硬件電路設(shè)計 3. 1傳感器探頭傳感器探頭是檢測電磁信號的基礎(chǔ)，其質(zhì)量的好壞對電磁輻射信號的接收性能有 很大影響，本測量儀采用EP330探頭，適用于100 kHz3 GHz頻率范圍，頻帶很 寬，增益在工作頻率段基本不變，可靠性高，能滿足測量儀的設(shè)計要求。3. 2濾波網(wǎng)絡(luò)傳感

4、器探頭測得的信號頻率范圍很寬， 與我們期望的信號有很大差別，因此，我 們必須對傳感器探頭所得的信號進(jìn)行濾波。去除高頻成分，可以采用有源低通濾 波。3.3放大電路由于探頭感應(yīng)的信號較微弱，因此要經(jīng)過低噪放大器將信號進(jìn)行放大， 需要低噪 放大器輸入端和電場探頭的阻抗匹配， 以獲得最佳的信號能量傳送。放大部分電 路如圖2所示。它包含兩級放大部分，第一級采用具有很高共模抑制比、線性度 好和低功耗運算放大器 AD620第二級采用高精度、低失調(diào)電壓型的運算放大器 OP07這兩級的放大能滿足低噪放大器的噪聲系數(shù)要小，頻帶要寬的要求。從圖中可知，經(jīng)放大部分電路處理后的信號送至 ADC080進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而得

5、到所3.4模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0804閃速ADC使用了 15個比較器比較未知的輸入電壓與基 準(zhǔn)梯形網(wǎng)絡(luò)并形成高4位數(shù)據(jù)。內(nèi)部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（ADC）從第1次閃速轉(zhuǎn)換的4位最 高有效位（MSBs）中產(chǎn)生模擬電壓，并產(chǎn)生未知輸入電壓與DAC電壓之差的剩余電 壓。剩余電壓被閃速比較器再次比較，獲得低 4位數(shù)據(jù)（U、Bs）。 MAX152的特點 在于工作在+3. 0 V至3. 6 V之間，轉(zhuǎn)換時間隨電壓的升高而降低。ADC080經(jīng)過直流和動態(tài)測試，它的微處理器結(jié)果可以作為無需任何外部接口邏輯的輸入/ 輸出端口而出現(xiàn)，數(shù)據(jù)的輸出使用鎖存的、三態(tài)緩沖電路，可直接至微處理器的數(shù)據(jù)總線或系統(tǒng)的輸入端

6、口。這些特點極大地滿足了信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換要求。在模 數(shù)轉(zhuǎn)換過程中，ADC080把放大電路處理后的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送至單 片機(jī)進(jìn)行下一步處理。3.5報警電路當(dāng)測量到的功率密度值超過0. 4W/m2勺國家標(biāo)準(zhǔn)限值時，單片機(jī)將輸出高電平，通過發(fā)光二極管和蜂鳴器進(jìn)行報警，表明當(dāng)前所測功率密度值超出了輻射標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，提示用戶要注意周圍環(huán)境，做出一些防范措施，以免受到電磁輻射的 影響。4單片機(jī)控制單兀AT89C5是美國ATME公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS位單片機(jī)。它有64K字 節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM 32個I /O線，3個16位定時器/計數(shù) 器，一個6向量兩極中斷結(jié)構(gòu)，一

7、個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 該器件功能強(qiáng)大，適用于許多較為復(fù)雜控制的場合。經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號由P1 口中的一路輸入單片機(jī)，通過單片機(jī)的控制，所測量到的電磁輻射功率密度值 將在LED顯示模塊中顯示。其中按鍵 S1為清零鍵，按鍵S2用作當(dāng)前值保持鍵，按鍵S3用作最大值顯示。打開儀器的電源后，將儀器靠近被測點，儀器將會測 試數(shù)據(jù)并動態(tài)顯示當(dāng)前所測值，按下 S2鍵，將會使得當(dāng)前值顯示在顯示屏上， 再按下S1鍵，會將儀器中原有的數(shù)值清為零，并繼續(xù)測試，若繼續(xù)測量到的數(shù) 據(jù)超過前一次的最大值，單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)將自動進(jìn)行更新；低于此最大值則保持 不變。測量完畢后，按下S3鍵，則將顯示出最大值。5軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件的編寫使用了模塊化的設(shè)計思想，使整個程序的編寫快速有效。系統(tǒng) 主程序是整個軟件部分的核心，它負(fù)責(zé)調(diào)度各個子功能模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)中多個設(shè) 備之間信息的及時交換，系統(tǒng)軟硬件資源的合理分配與管理。 任務(wù)總體可分為以 下四個功能模塊：(1) A /D轉(zhuǎn)換：負(fù)責(zé)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換處理；(2) 鍵盤掃描：負(fù)責(zé)掃描鍵盤I/O 口.設(shè)置狀態(tài)字，及時通知模式選擇進(jìn)行鍵盤 處理；(3)