微伏信号放大系统设计

介绍一种微伏信号放大系统设计方法，该系统主要由放大、滤波以及隔离输出三部分组成。输入部分采用共模抑制比很高小信号放大器；滤波电路由一个四阶低通滤波和一个二阶高通滤波组成的带通滤波器以及陷波器组成，可有效滤除噪声及干扰；中间和末级放大采用常见的同相比例放大器进行信号的进一步放大；隔离输出部分采用线性度很高的光电隔离电路。总体电路放大增益高，对10μV以上信号放大效果良好，可很好地满足后级采集电路的信号输入要求。     

基于数字反馈的自动增益控制放大器

自动增益控制放大器是指当输入信号幅度改变时,放大器的放大倍数能随输入信号幅度相应改变,使得输出信号幅度不变的放大器,在信号系统中有着广泛的应用。本文提出了一种基于数字反馈的自动增益控制放大器设计,具有精度高,可编程等优点。本设计由信号调理电路和单片机控制两模块组成。信号调理电路分为4个部分,分别为输入缓冲级、程控放大级、主放大级、功率放大级,频率和幅度测量电路。输入缓冲采用OPA656,程控放大器为VCA810,主放大采用OP37,功率放大采用的是两个BUF634并联。MSP430F2618单片机主要进行AD采样以及DA输出控制放大倍数,实现自动增益的功能,从而得到稳定的信号输出.经过测试,本设计输入动态范围可达54d B,输出误差小于10%。     

一种带宽直流放大器的设计

设计了一种由前置放大电路、可预置增益放大电路、低通滤波电路、后级放大电路、直流稳压电路及单片机控制电路组成的带宽直流放大器.其中增益放大电路由两级可变增益宽带放大器AD603组成,增益的预置由单片机实现,滤波器采用二阶巴特沃思滤波器,而后级放大电路可将输出电压有效值放大到10 V.整个设计实现了最大电压增益AV≥60 dB,并且增益连续可调,其制作成本低、电源效率高.     

二阶有源低通滤波电路的计算机辅助设计

本文研究集成运算放大器在线性区构成信号运算和滤波电路,具体讨论在给定特性参数时,如何利用Multisim软件辅助设计一个基本型和压控型二阶低通滤波电路。在此基础上,将音频混频信号作为输入信号,进一步研究基本型和压控型二阶低通滤波电路、以及用两级压控型二阶低通有源滤波电路串联构成的高阶滤波电路的滤波效果,为模拟滤波器的设计和应用提供参考。     

传感器微弱信号低噪声斩波放大器

本文介绍一种实用的传感器微弱信号低噪声斩波放大器.它由精密绝对值(整流)电路、电斩波放大电路和低通滤波电路三部分组成,适用于传感器或经一级前放输出的微弱波动信号需直观地由其直流电压正幅值来反映其变化的场合.输入信号即使只有几十微伏或几百微伏此放大器都能正常工作,而且在红外测温判别产品质量方面应用效果良好,获得了激光加热工件时靶点温升温降的红外热谱曲线.     

一种信号隔离电路设计及故障模式分析

隔离电路是工业生产现场智能监测设备、显示仪表等之间连接不可或缺的组成部分,能够去除共模电压和外界电磁干扰,对整个系统的测量精度和运行状态有着至关重要的作用;首先研究现有的隔离电路,并设计一种将1路4～20 mA输入信号转换为2路1～5 V输出信号的高可靠隔离电路;该电路由1路输入、单片机、2路输出以及隔离电源组成;其中,输入电路负责将输入的电流信号转换为电压信号并进行滤波;单片机负责对AD转换、误差补偿以及输出组态选择;输出电路负责光耦隔离、信号整形和DA转换;经过上述处理,输出2路相同的电压信号;该电路能够将干扰源和易干扰部分隔离,从而保证设备与操作安全;典型故障模式下的评估结果标明,该隔离电路能够有效消除串扰和降低外部干扰,能够满足不同监测平台隔离要求,适用于高精度测控系统.     

宽带放大器的设计与制作

该设计放大部分采用集成电路,具有硬件电路形式简单,频带宽,增益高,AGC动态范围宽的特点,且增益可调,步进间隔小。该宽带放大器以可编程增益放大器AD603为核心,由三级放大器组成,前级放大主要是提高输入阻抗,对小信号进行放大;中间级为可变增益放大器,主要作用是实现增益可调及AGC功能,增益控制和AGC功能都由单片机控制,可预置并显示增益值,增益范围-6dB～48dB,步进6dB,后级放大进一步增加放大倍数,扩大输出电流,提升放大器的带负载能力,提高输出电压幅度,范围为10dB~46dB。后级输出接峰值检波电路,检波电路输出由单片机采样并计算后,用液晶显示屏显示输出正弦波电压的有效值。     

彩灯声控器

该彩灯声控器外形为直径5.2cm,高度为2cm的ABS塑料圆盒,灵敏度可调。适用于喜庆节日渲染气氛,也可用于室内的声控闪光装饰。电路如图1所示。工作原理:接通220V电源,电阻R1、二极管D1组成电阻降压的半波整流电路,电阻R2和电容C2、C6组成H形滤波电路。稳压二极管起到稳压作用,为第一级放大电路和话筒电路提供稳定的、交流波纹系数小的电源。话筒MIC把接收到的音频信号转换成电信号,并经电容C4耦合到由BG1组成的第一级放大器进行信号放大。第一级放大器输出的信号经电容器C3耦合到由BG2组成的第二     

输出阻抗接近零欧的靓声前置放大器

利用射极输出器输入阻抗高、输出阻抗低和电压增益近似等于1的特点,在放大器的输入级和输出级采用它,既可提高放大器的输入阻抗,又能降低放大器的输出阻抗。图1所示的放大电路由于输入端用了两级射极输出电路,因而输入阻抗更高;同时,在输出端选用单端推挽电路,使输出阻抗进一步下降到只有几欧,甚至可以接近于零,这些特点是一般射极输出电路所难以达到的。电路说明在图1电路里,输入级由Q_1和Q_2两级射极输出电路组成。整个电路输入阻抗决定于偏流电阻R_1与Q_1输入阻抗的并联值。Q_1的输入阻抗近似等于β_1×R_(L1),β_1是Q_1的电流放大系数,R_(L1)是Q_1的等效负载。     

用线性和对数特性实现中频放大电路的设计

阐述中频放大器电路的组成原理、设计方法和测试方法。整个系统的组成包括线性通道、对数通道和稳压电源三部分。线性通道中,使用高性能低噪音宽带差分放大器AD8350进行线性放大,电路输入匹配于50Ω,具有"单端-差分"转换网络,增益为18 dB,输出功率范围宽达-90~+8 dBm(1dB压缩点)。功率分配网络用于线性输出和对数放大器的输入。对数通道中,采用高动态范围宽带对数放大器AD8309作为主要部件,对数放大器输出的电压信号与输入功率的dBm值呈线性关系。该信号用以检查线性通道是否正常,并可估计整机性能。在输入功率为-68~-8 dBm时,对数放大器输出电压范围为0.19~2.06 V。     

A novel parametric-effect MEMS amplifier

This paper presents the theory and measurements of a mechanical parametric-effect amplifier with a 200-kHz input signal and a 1.84-MHz output signal. The device used is a MEMS time-varying capacitor which is composed of an array of low-stress metallized silicon-nitride diaphragms, and is pumped by a large-signal voltage at 1.64 MHz. This induces a large change in the capacitance, and results in parametric amplification of an input signal at 200 kHz. The parametric amplifier capacitance is 500 pF, resulting in an output impedance of 140 Ω. A higher impedance can also be achieved with a lower capacitance. To our knowledge, this device is the first-ever MEMS mechanical up-converter parametric-effect amplifier developed with an up-conversion ratio of 9:1. The measurements agree very well with theory, including the effect the series resistance and the and of the MEMS time-varying capacitor. The application areas are in amplifiers which operate at very high temperatures (200°C-600°C), under high particle bombardment (nuclear applications), in non-semiconductor-based amplification, and in low-noise systems, since parametric amplifiers do not suffer from thermal, shot, or 1/f noise problems     

基于移动医疗服务系统中的前置放大器设计与实现

本文主要介绍由三运放结构仪表放大器AD623组成的差动输入方式的生物电前置放大器设计,通过对生物电前置放大器性能的分析,给出适合生物信号要求的设计电路,并结合实验证明该电路的合理性。基于移动医疗服务系统功耗低的特点,采用运放单电源供电电路,可实现成本低廉,结构简单,性能优越的设计。     

基于ARM的工业信号采集系统硬件设计

4-20mA的电流信号和0-10V的电压信号已经成为当前工业信号的标准。本文详细介绍了基于ARM处理器的标准工业信号采集系统的硬件电路设计和实现。整个系统的主要组成部分包括:CPU,隔离放大和滤波电路,A/D和逻辑电平转换电路,网络通信电路。基于ARM处理器的采集系统不仅可以实现装置微型化,低成本,高可靠性,而且可以运行操作系统,联网方便。测试表明该采集系统测量精度高,运行稳定可靠。     

涡街流量传感器信号处理方法研究

设计一种基于变增益运算放大器和DSP数字信号处理单元的新型涡街流量计信号处理电路.利用DSP上集成的模拟数字转换电路(A/D)实时检测涡街流量计传感器输出信号的幅度和频率,采用数字模拟转换电路(D/A)对变增益运放进行控制,控制传感器输出信号幅度的相对稳定.针对涡街流量计输出信号的频率特性,设计基于DSP的FIR滤波算法,实现输出信号噪声的初步抑制,削弱原始信号中强噪声干扰.滤波后信号由DSP进行频率信息的精确计算以及流量的解算.实验结果表明,变增益运算放大电路有效解决了涡街流量计传感器输出信号幅度变化范围大而造成的放大电路复杂,分段放大信号幅度不连续等问题;采用DSP进行数字滤波及频率计算,实现了信号中噪声的抑制以及高精度流量解算.     

MEMS石英振梁高增益谐振电路的设计与分析

介绍了一种基于新型高阻抗QVBA的高增益谐振电路设计和谐振电路的分析测试实验。利用阻抗分析仪4294A测得石英振梁的等效参数,对石英振梁的电气特性进行分析,发现高阻抗石英振梁起振比普通晶振需要更高增益。基于双门振荡电路,利用运算放大器在开环系统中具有无限增益的理论,提高谐振电路的驱动能力。同时采用谐波抑制网络,指出谐波抑制网络可以抑制无用的频率避免传感器输出信号出现泛音频率,并提高谐振电路的稳频速度。考虑电噪声对输出波形质量的影响,在电路的输入部分采用滤波电容,并在电路的输出部分采用反向器整形,使电路输出标准的方波信号。最后利用安捷伦DSO5012A型号示波器和频率计对高增益谐振电路和石英振梁组成的谐振系统进行测试,测试结果表明本文设计的谐振电路与石英振梁组成的谐振系统可以输出标准的方波信号,输出频率精度达到10-5 kHz,在振动稳定以后频率变化小于0.1 Hz,无泛音频率出现,对研究高精度MEMS加速度计传感器具有重要意义。     

带模拟光耦隔离的信号放大电路的设计

采用运放LM324构成的仪用放大器电路作为信号放大电路的输入,不但具有输入阻抗高、稳定性好、放大倍数高,而且具有可调的优点.电路同时还使用了模拟光耦隔离器件,实现外部被检测电路与核心控制芯片在电器上的隔离,避免了外部的电磁干扰,并已在喷气织机的张力检测上得到了很好的应用.通过应用表明,该电路线性度好,完全能满足高放大倍数、高稳定性的仪器仪表信号的放大处理要求.     

一种用于集成电化学生物传感阵列的高灵敏度 读出电路的研究

一种用于自组装膜生物传感阵列的高灵敏度信号读出电路包含一个高灵敏度电流读出放大器,可以接受pA-nA范围的输入电流,其电流增益大约60 dB,相位裕度为63°,并在同一输入电流信号的条件下,负载在一个较大的范围变化时,其输出电流几乎几乎是一个常数.芯片采用1.2μm CMOS工艺加工,测试结果表明,该芯片的输出电流对输入电流具有较好的线性度.这种新型电路与标准CMOS工艺兼容,可实现集成的生物传感阵列.     

石油化工仪表防雷接地系统设计与实现

为了提高石油化工仪表的防雷安全性,进行防雷接地系统的优化设计,提出一种基于漏感和励磁电感增益分配和检波控制的防雷接地系统设计方法,基于麦克斯韦全电流定理,进行石油化工仪表防雷接地的电磁场分析,以双运放LM358放大器为核心进行石油化工仪表防雷接地系统电路设计,主要包括了交流放大器设计、滤波器设计、检波器设计和直流放大器设计,在检波设计中采用8阶高通滤波器(S3529)并联,提高防雷接地系统的输出运放性能,最后进行系统调试和电路测试,结果表明,采用该系统进行石油化工仪表防雷接地设计,防雷的阻带衰减大于51dB,对雷击信号具有较好的高通滤波和低通滤波性能,较好地保护了石油化工仪表安全。     

一种适用于微弱传感信号检测的锁相放大电路

针对复杂噪声环境中有效提取出微弱传感信号的问题,设计了一种实用的锁相放大器电路。该设计通过产生两路正交的矢量参考信号与经低噪声放大和带通滤波后的被测信号相乘实现信号相位差检测,经过低通滤波和均方根计算等实现对微弱信号的提取。该设计采用了一种基于变换的方波乘法器,实现了动态范围宽、直流漂移小、线性度高的乘法运算,进一步提高提取信号的精度。测试结果表明,该设计不但提取的信号精度高,而且电路结构简单,对元件一致性要求低,克服了普通放大器需要被预知被测信号和参考信号相差的问题。