信号调理放大剖析

3 相减器 4 精密全波整流(绝对值电路) 7 相敏检波(符号电路) 9 低通 信号调理与放大信号调理简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。是指利用内部的电路(如滤波器、转换器、放大器等…)来改变输入的讯号类型并输出。放大器的应用反向比例放大同向比例放大反向相加器相减器反向积分器差分积分器反向微分器对数放大器反对数放大器IU变换UI变换电路精密半波整流精密全波整流(绝对值电路)峰值检波相敏检波(符号电路)采样保持电路过零比较器反向输入迟滞比较器相窗口比较器以下这几部分已经在信号产生文档中有过说明，不再赘述。1*弛张振荡器*文氏桥正弦波振荡器*恒流源电路M低通无源载特性源RA=1+f=0RC=0RC0普通=p控1Q=Q3-A1高低通关系二阶压控RA=1+fvpR11f=，Q=,02πCR3A二阶压控二阶压控型BPF二阶压控型BEF全通移相电路函数逼近构建滤波器最有可能得到最平坦的带内幅频增益，但衰减较慢等起伏逼近——切比雪夫带内表现为等幅波动，衰减带陡峭最大线性相移逼近——贝塞尔带内各频率分量均有线性相移，即群迟延接近于常数，相位失真小，但幅频特性过渡带长，椭圆函数逼近——椭圆通带阻带均有起伏，阻带中有若干个零点，从而使过渡带特别陡峭滤波器的实现在该系统中，可通过改变A/D的采样率以及数字滤波器的参数去改变滤波器的频响特性。该方案的特点是容易调整滤波器的参数、可扩展性好，但是实现复杂、成本高。成熟的设计方法，因此设计起来较容易，但是其调试较困难、滤波器参数难以改变。考虑到实现的难易程度以及成本，我们选择方案二。二：理论分析与参数计算滤波器阶数的确定由滤波器的幅频特性曲线可以很容易地得到实现此滤波器所需要的阶数。考察如下传输函(式2-1)pnn(式2-1)pnn1+1+(式2-3)③一阶极点或零点；④共轭极点或零点。滤波器传输函数的振幅特性曲线就是由这四种基由题目所给的频响特性图可知：在由题目所给的频响特性图可知：在50Hz~1.325KHz范围内，A(w)是一条斜率为-20dB/10倍频程的直线，因此在50Hz处必然有一个一阶极点；在1.325KHz~10KHz范围内，曲线的下降趋势被3-3-2滤波器频响特性0，因此必然在1.325处有一个一阶零点。总之该滤波器的阶数为一阶。滤波器传递函数的确定上对滤波器阶数的分析可知其传输函数的形式为：H(s)=A(式2-4)Hs25(式2-5)(式2-5)该传输函数所确定滤波器的频响特性曲线如图3-3所示。由图可看出，此特性曲线在低频处与要求的特性曲线较吻合，但是在高频处与其差别把式(2-4)改写成式(2-6)的形式：A*sA*bH(s)=+ 性。因此要使频响特性达到题目要求，必须增大A的值，为了保证低频特性保持不变，还H1(s)=0.117 三：系统设计与实现1.电路形式及器件选择s+bA(b一a)AA*sA*b考虑到调整参数的难易程度，我们采用第三种形式。A*sA 根据式3-2，我们设计如下电路形式：即前级为一个反向器，接着是一个低通滤波器和一个高通滤波器的并联电路，最后是一级反向相加器。由于RC滤波器的过渡带较平缓，符合于本系统的设计要求，因此低通与高通滤波器均由一个RC滤波器与一个同相比例放大器组合该电路所使用的运算放大器应当选择LM386,TLC2822等音频放大器。在此，由于只是简单地验证理论，因此使用了手头较常用的TLC084。2.参数计算(3-3)(3-3)为了满足输入阻抗的要求，前级反向器的电阻选为R12=R13=110KC=330nF3.电路图4.仿真结果图3-2仿真结果(用multisim2001仿真)结果分析：该电路频响特性符合题目要求。增益可控方案可编程增益可控放大器：元件于一身，通过精密电阻与高性能模拟开关控制增益，是最方便的选择。但是相对于集成度，他的漂移较大，输入阻抗不大，增益范围小，选择不多，应用不灵活，而且性能较好的片子数字电位计：数字电位器(RDAC)是一种具有数字接口的有源器件，可以很方便地与微控器接口来题并不要求很好的高频响应，甚是没有高频分量。所以数字电位计是一种很好的选择。将DA输出端作为输入，由参考电压输入端输出，将DA转化为可变电阻网络，提供可只需再配合一个固定增益的放大器，即可达到本题的要求，电路简单方便，可靠性高。由于使用的DA为倒T电阻网络，故几乎没有延迟，响应迅速，提高了动态性能，也减少了输出端可能出现的尖脉冲。合电阻网络或微继电器：ONDDCDRVONDD5V、VEE=0V时,RON≈280Ω,且随Vi的变化突变;当VDD>10V、VEE=0时,RON≈100Ω,且随Vi的变化缓变。可见,适当提高CD4051的VDD有利于减小RON的影响,但应同时相应提高选通控制端A、B、C的输入逻辑电平。如VDD=12V(VEE=0V),可采用电源电压上拉箝位的办法,上拉电阻的阻值取1.5kΩ以上,使选通控制信号的有效高电平不低于6V.这样既保证CD4051理想导通(RON小),又实现了CMOS电平与TTL电平之间的转换,也可以选用性能更优器的接通电阻很小(一般在mΩ量级),故可从根本上克服上述缺点。但继电器的切换效率较低，在需要频繁切换的场合难以适应工作。当我们前级的放大给的足够大时，我们可以使用DA做衰减器来控制增益。他的原