油气井出砂信号预处理电路的设计

在油气井出砂检测过程中,采用压电式振动传感器检测砂粒与管壁碰撞而产生的声波信号。由于砂粒撞击管壁产生的信号很微弱,并且出砂信号的频率较高,一般电荷放大器的频响不满足对出砂信号的测量。因此针对这一问题,研究设计了符合出砂信号检测的前置放大电路,主要介绍了电荷放大器和滤波电路的设计。     

一种红外气体检测中谐波信号锁相放大器的设计

基于波长调制光谱技术,本文设计了一种采用键控法进行相敏检测的二次谐波信号锁相放大器。与传统相敏检测方法相比,键控法相敏检测简化了电路的设计,降低锁相放大器的成本。本文利用MATLAB软件对设计搭建了仿真模型,包括带通滤波器、相敏检测器、低通滤波器等部分。通过对模型进行仿真验证了该设计,在二次谐波信号幅度为01 V,高斯带限白噪声方差为10时,输出最大误差在2以内,且具有良好的线性度。通过仿真表明该方法能够用于气体浓度检测,且方法简单,性价比高。     

Proteus在“感测技术”课程设计中的应用

我们将Proteus仿真软件引入“感测技术”的课程设计,实现了压电式加速度传感器信号调理电路、信号采集电路以及显示电路的设计。我们通过仿真分析了电荷放大器与电压放大器的增益特性差异,高低通滤波器的幅频特性,得出了与理论分析相～致的结果。利用Proteus仿真软件进行课程设计,可以弥补元器件参数选择的不足,增加设计方案的可行性论证,减少设计和调试时间,具有较高的实用价值。     

一种用于抑制共模信号的差分放大电路的研究

在GIS检测系统中,电荷放大器检测到的信号中往往含有较多的共模干扰,常用的电荷放大器满足不了要求。基于此问题,利用电荷放大器的基本原理,设计一种三运放差分放大电路。该电路由3个电荷运算放大器组成,电路中确定了运算放大器的型号以及主要器件和参数。经过Multisim仿真和硬件电路实验检测证明,该电路能有效地抑制GIS闪络故障中的共模噪声,而且拥有较宽的工作频率。因此,该电路可以稳定的工作在频率为10~180 k Hz的范围内,而且能有效地抑制信号中的共模信号干扰,具有失真小、动态范围大等特点。     

一种带有Trimming电路的Gm-C带通滤波器的设计

针对红外接收芯片中带通滤波器的功能要求,在G_m-C二阶带通滤波器架构的基础上,设计了引入非平衡差分对的跨导运算放大器、驱动外部负载的缓冲器、修调电路以及外部中心频率调整电路。该G_m-C二阶带通滤波器的中心频率、通带增益、带宽均正交可调。电路采用0.25μm标准CMOS工艺设计,然后使用Hspice软件对整体电路进行了仿真验证。仿真结果显示:该带通滤波器的中心频率为36.3 kHz,带通增益为23.2 dB,带宽为5.8 kHz,品质因数为5.3。该电路结构简单、容易集成,可广泛应用于红外遥控接收系统中。     

一种基于OTA和MOCCII实现的n阶多功能滤波器

提出了一种基于运算跨导放大器和第二代电流传输器结合的电流模式多功能滤波器方法。该方法是将高阶通用电流模式滤波器的传递函数分解为n个无损积分器级联的形式,适当选定输入电流信号可同时实现低通、高通、带通、带阻等滤波功能,而电路内部结构及器件数目无需改变。与同类电路相比,其设计简便、结构简单、无源元件全部接地,且易于集成。同时文中还给出了滤波器的设计实例,Pspice仿真结果与理论分析相吻合,也验证了该方法的可行性。该滤波器可用于通信、电子测量与仪器仪表的信号处理中。     

一种新颖的电压模式通用二阶CFA滤波器设计

提出了一种仅用2个电流反馈放大器(CFA)实现的三输入单输出电压模式通用二阶滤波器电路。该电路由2个电流反馈放大器(CFA)、2个电容、3个电阻构成,他能实现二阶低通、带通、高通、陷波、全通滤波函数。分析了该电路的电压传输函数及电路参数,并用PSpice对该电路进行了仿真,仿真结果表明,该电路设计正确,电路结构简单,所用元器件少。     

基于OTRA的通用双二阶滤波器设计

提出了把通用双二阶滤波器视为负反馈放大器的观点,根据反馈电路的基本方程,利用3个MOS电阻、2个电容、2个运算跨阻放大器(OTRA)构成了通用双二阶滤波器,该滤波器不仅可从同一端口输出信号,从不同端口输入信号,而且可获得低通、高通、带通、带阻和全通输出.该电路结构简单,便于电控调谐.     

基于CDCTA和MOCCII的低功耗电流模式n阶滤波器

提出了一种电流模式多输入单输出的n阶滤波器。该电路包括一个电流差分级联跨导放大器(CDCTA)、一个多输出第二代电流传输器(MOCCII)和若干接地电容。无需改变电路内部的结构和器件数目,仅通过选择合适的输入电流信号就可实现任意阶的高通、低通、带通、带阻等滤波功能。该滤波器结构简单,输出阻抗高,易于集成,频带宽,功耗低,滤波性能优越。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,采用Pspice对电路进行了仿真,结果证明了该滤波器理论分析的正确性。     

平行耦合微带线带通滤波器的设计与优化

平行耦合微带线带通滤波器在微波电路系统中广泛应用。为了提高带通滤波器性能,缩短设计周期,采用奇偶模原理分析与ADS(Advanced Design System)仿真相结合的方法,设计出一个中心频率为2.5 GHz,相对带宽为10%的平行耦合微带线带通滤波器。进一步优化参数,得到电路版图。最终结果证明,这种方法具有设计周期短、可靠性高的特点,且各项参数满足设计要求。     

心电信号采集电路的设计

心电信号是人类最早研究生物电信号之一,并较早的应用到医学临床。本文根据心电信号的低频率、低幅值和人体高阻抗等特点,设计了一个用于心电信号采集的电路。该电路主要由传感器电极、右腿驱动电路、前置放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路、50Hz陷波电路以及后置放大电路组成。该电路较好的降低了共模信号的干扰以及工频干扰,可以采集到较好的心电信号。     

一种兼顾速度和功率损耗的硅探测器模拟前端电路设计

提出了一种兼顾速度和功率损耗的增益可调模拟前端电路,适用于硅探测器。该电路主要由快速电荷灵敏放大器、整形器以及可调节主要参数的控制系统组成。其中快速电荷灵敏放大器由低噪音场效晶体管（JFET）和电流反馈运算放大器构成,以确保较高频率和较短上升时间。整形器为五阶复数滤波器,能够提供较高的对称脉冲。通过实验验证了其可行性,在电容小于100 pF的范围内,实现了6种可调增益且兼顾了速度和功率损耗,电荷灵敏放大器上升时间为12ns,功率损耗为96mW。当探测器电容为40 pF时,等效噪音电荷（ENC）均值为180e-。     

汽车主动防撞系统的中频信号处理模块

为对汽车主动防撞系统的核心硬件进行设计,需首先构建中频信号处理模块。在计算得到滤波及放大电路的关键参数后,基于双运放MC33078,设计实现了包含高通和低通两个单元的滤波电路。利用可调增益放大器AD603和静电计级运算放大器OPA128等设计实现了AGC环路,该环路同时包含可调增益放大器、峰值检波电路和AD/DA转换电路。对所设计的关键电路进行了模拟验证,并通过对静态目标的测距实验,验证了本中频信号处理模块对雷达测距的适用性和测试值相对于计算值的准确性。     

干式电力变压器振动信号调理电路的设计

基于振动法的变压器状态监测系统通过安装在变压器器身上的振动传感器来测量运行中的变压器的振动信号,通过对干式电力变压器振动特性的分析,得出振动量的量化特性,方便了调理电路的参数设计.振动信号的调理过程,采用一种内装IC的加速度传感器YD35D,适合用来测量电力变压器的振动信号,通过电荷放大器、增益放大电路和滤波电路将加速度信号转变成微处理器可采集的0-5v的模拟电压量,较为详细地介绍了信号处理各部分电路的设计及电阻电容的参数计算公式.通过电子电路仿真软件Multisim对电路参数进行了合理配置,仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值.     

一种用于水听器电压检测的模拟前端电路

提出了一种用于水听器电压检测的模拟前端电路,包括低噪声低失调斩波运算放大器,跨导电容(gm-C)低通滤波器,增益放大器三部分主体电路;低噪声低失调斩波运算放大器用于提取水听器前端传感器输出的微弱电压信号;gm-C低通滤波器用于滤除电压信号频率外的高频噪声和高次谐波;最后经过增益放大器放大至后级模数转换器的输入电压范围,输出数字码流;芯片采用台积电(TSMC)0.18μm单层多晶硅六层金属(1P6M)CMOS工艺实现。测试结果表明,在电源电压1.8 V,输入信号25 kHz和200 kHz时钟频率下,斩波运放输入等效失调电压小于110μV;整体电路输出信号动态范围达到80 dB,功耗5.1 mW,满足水听器的检测要求。     

基于EMFi薄膜的动态足底压力测量系统

为测量与分析运动员运动过程中动态足底压力变化,优化训练模式与避免其运动损伤,该文研制了一种新型可穿戴式动态足底压力测量系统。以压电驻极体薄膜(EMFi)为传感材料,采集足底16个点的压力信号,原始电荷信号经过高速模拟开关、电荷放大电路、低通滤波放大电路、工频滤波电路、STM32F4内部A/D采集,并由2.4 GHz无线发送至上位机。实验结果显示,该系统测试结果与人体正常运动步态变化趋势一致,且具有良好的动态响应和可靠性,为运动员的姿态矫正提供了理论依据。     

低频荷载下PVDF压电薄膜检测电路的研究

针对PVDF压电薄膜传感器内阻大、低频荷载下输出信号微弱以及易受外界噪声干扰的问题,设计了一种由双电容负反馈差分电荷放大电路和二阶低通滤波电路组成的检测电路。在0.2 ~20 Hz低频荷载下分别用该检测电路和传统检测电路对PVDF压电薄膜传感器进行检测,并将实验结果进行了对比分析。结果表明,该检测电路的输出电压幅值提高了90%,且具有较强的抗干扰能力,能降低后级电路信号处理的难度。     

HgCdTe柔性中波红外探测器放大电路设计及噪声分析

设计了一种应用于HgCdTe柔性中波红外探测器的微弱信号放大电路,该电路由电桥电路、调零电路及滤波电路组成.采用平衡电桥与仪表运算放大器INA333相结合的方式搭建电桥电路;并针对探测器直流分量过大问题,设计了可调零、带增益的信号处理电路;最后通过由二阶有源滤波器组成的滤波电路将高频噪声滤除.利用运算放大器的En-In噪声模型,对放大电路进行了噪声分析,并测试了探测器在弯曲状态下的响应性能.实验结果表明,所设计的放大电路增益为86 dB,噪声均方根值低于6.1 mV;柔性探测器的曲率半径为3 mm;当探测器光敏面上的光谱辐照功率为6.75×10-7 W时,产生的光电信号约102?V.     

Theoretical analysis and optimization of CDS signal processingmethod for CCD image sensors

The correlated double sampling (CDS) signal processing method used in processing of video signals from CCD image sensors is theoretically analyzed. The CDS signal processing is frequency used to remove noise, which is generated by the reset operation of the floating diffusion charge detection node, from the signal. The derived formulas for the noise power spectral density provide an invaluable insight into the choice of the circuit parameters affecting the noise spectrum. The obtained results are useful for determining the optimum cutoff frequency of the low-pass filter which precedes the sample-and-hold circuit and for finding the optimum size of the input transistor in the first amplifier stage. Once the optimum parameters are determined it is possible to find the minimum electron equivalent noise and the maximum signal-to-noise ratio achievable with this signal processing method. The validity of the derived theoretical results is confirmed by making comparisons with the experimental data