锁定放大是微弱信号检测的重要手段。基于相关检测理论,利用开关电容的开关实现锁定放大器中乘法器的功能,提出开关电容和积分器相结合以实现相关检测的方法,并设计出一种锁定放大器。该锁定放大器将微弱信号转化为与之相关的方波,通过后续电路得到正比于被测信号的直流电平,为后续采集处理提供方便。测量数据表明锁定放大器前级可将10-6 A的电流转换为10-1 V的电压,后级通过带通滤波器级联可将信号放大1×105倍。该方法在降低噪声的同时,可对微弱信号进行放大,线性度较高、稳定性较好。 Abstract: Lock-in Amplifying(LIA)is one of important means for weak signal detection. Based on cross-correlation detection theory, switch in the swithched capacitor was used as multiplier of LIA, and a new method of correlation detection was proposed combining swithched capacitor with integrator. A kind of LIA was designed which can convert the weak signal to square-wave, then DC proportional to measured signal was obtained through follow-up conditioning circuit, providing convenience for signal acquisition and processing. The measured data shows that the electric current(10-6 A) can be changed into voltage(10-1 V) by LIA, and the signal is magnified 1×105 times by cascade band-pass filter. The noise is suppressed and the weak signal is amplified. It has the advantages of good linearity and stability.
上传时间: 2013-11-29
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摘要:介绍基于线性电源的高压放大器的实现,他具有宽范围的电压输出、波形质量好的特点,降低了对器件耐压的要求,可用于实现压电陶瓷驱动器、高电压扫描电源以及高压功率源等应用。关键词:高压放大器;线性电源;扫描电源;功率源
上传时间: 2013-11-14
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MAX29X是美国MAXIM公司生瓣的8阶开关电容低通滤波器,由于价格便宜、使用方便、设计简单,在通讯、信号自理等领域得到了广泛的应用。本文就其工作原理、电气参数、设计注意事项等问题作了讨论,具有一定的实用参考价值。关键词:开关电容、滤波器、设计 1 引言 开关电容滤波器在近些年得到了迅速的发展,世界上一些知名的半导体厂家相继推出了自己的开头电容滤波器集成电路,使形状电容滤波器的发展上了一个新台阶。 MAXIM公司在模拟器件生产领域颇具影响,它生产MAX291/292/293/294/295/296/297系列8阶低通开关电容滤波器由于使用方便(基本上不需外接元件)、设计简单(频率响应函数是固定的,只需确定其拐角频率即截止频率)、尺寸小(有8-pin DIP封装)等优点,在ADC的反混叠滤波、噪声分析、电源噪声抑制等领域得到了广泛的应用。 MAX219/295为巴特活思(型滤波器,在通频带内,它的增益最稳定,波动小,主要用于仪表测量等要求整个通频带内增益恒定的场合。MAX292/296为贝塞尔(Bessel)滤波器,在通频带内它的群时延时恒定的,相位对频率呈线性关系,因此脉冲信号通过MAX292/296之后尖峰幅度小,稳定速度快。由于脉冲信号通过贝塞尔滤波器之后所有频率分量的延迟时间是相同的,故可保证波形基本不变。关于巴特活和贝塞尔滤波器的特性可能图1来说明。图1的踪迹A为加到滤波器输入端的3kHz的脉冲,这里我们把滤波器的截止频率设为10kHZ。踪迹B通过MAX292/296后的波形。从图中可以看出,由于MAX292/296在通带内具有线性相位特性,输出波形基本上保持了方波形状,只是边沿处变圆了一些。方波通过MAX291/295之后,由于不同频率的信号产生的时延不同,输出波形中就出现了尖峰(overshoot)和铃流(ringing)。 MAX293/294/297为8阶圆型(Elliptic)滤波器,它的滚降速度快,从通频带到阻带的过渡带可以作得很窄。在椭圆型滤波器中,第一个传输零点后输出将随频率的变高而增大,直到第二个零点处。这样几番重复就使阻事宾频响呈现波浪形,如图2所示。阻带从fS起算起,高于频率fS处的增益不会超过fS处的增益。在椭圆型滤波中,通频带内的增益存在一定范围的波动。椭圆型滤波器的一个重要参数就是过渡比。过渡比定义为阻带频率fS与拐角频率(有时也等同为截止频率)由时钟频率确定。时钟既可以是外接的时钟,也可以是自己的内部时钟。使用内部时钟时只需外接一个定时用的电容既可。 在MAX29X系列滤波器集成电路中,除了滤波器电路外还有一个独立的运算放大器(其反相输入端已在内部接地)。用这个运算放大器可以组成配合MAX29X系列滤波器使用后的滤波、反混滤波等连续时间低通滤波器。 下面归纳一下它们的特点: ●全部为8阶低通滤波器。MAX291/MAX295为巴特沃思滤波器;MAX292/296为贝塞尔滤波器;MAX293/294/297为椭圆滤波器。 ●通过调整时钟,截止频率的调整范围为:0.1Hz~25kHz(MAX291/292/293*294);0.1Hz~kHz(MAX295/296/297)。 ●既可用外部时钟也可用内部时钟作为截止频率的控制时钟。 ●时钟频率和截止频率的比率:10∶1(MAX291/292/293/294);50∶1(MAX295/296/297)。 ●既可用单+5V电源供电也可用±5V双电源供电。 ●有一个独立的运算放大器可用于其它应用目的。 ●8-pin DIP、8-pin SO和宽SO-16多种封装。2 管脚排列和主要电气参数 MAX29X系列开头电容滤波器的管脚排列如图3所示。 管脚功能定义如下: CLK:时钟输入。 OP OUT:独立运放的输出端。 OP INT:独立运放的同相输入端。 OUT:滤波器输出。 IN:滤波器输入。 V-:负电源 。双电源供电时搛-2.375~-5.5V之间的电压,单电源供电时V--=-V。 V+:正电源。双电源供电时V+=+2.35~+5.5V,单电源供电时V+=+4.75~+11.0V。 GND:地线。单电源工作时GND端必须用电源电压的一半作偏置电压。 NC:空脚,无连线。 MAX29X的极限电气参数如下: 电源(V+~V-):12V 输入电压(任意脚):V--0.3V≤VIN≤V++0.3V 连续工作时的功耗:8脚塑封DIP:727mW;8脚SO:471mW;16脚宽SO:762mW;8脚瓷封DIP:640mW。 工作温度范围:MAX29-C-:0℃~+70℃;MAX29-E-:-40℃~+85℃;MAX29-MJA:-55℃~+125℃;保存温度范围:-65℃~+160℃;焊接温度(10秒):+300℃; 大多数的形状电容滤波器都采用四节级连结构,每一节包含两个滤波器极点。这种方法的特点就是易于设计。但采用这种方法设计出来的滤波器的特性对所用元件的元件值偏差很敏感。基于以上考虑,MAX29X系列用带有相加和比例功能的开关电容持了梯形无源滤波器,这种方法保持了梯形无源滤波器的优点,在这种结构中每个元件的影响作用是对于整个频率响应曲线的,某元件值的误差将会分散到所有的极点,因此不值像四节级连结构那样对某一个极点特别明显的影响。3 MAX29X的频率特性 MAX29X的频率特性如图4所示。图中的fs都假定为1kHz。4 设计考虑 下面对MAX29X系列形状电容滤波器的使用做些讨论。4.1 时钟信号 MAX29X系列开头电容滤波器推荐使用的时钟信号最高频率为2.5MHz。根据对应的时钟频率和拐角频率的比值,MAX291/MAX292/MAX293/MAX294的拐角频率最高为25kHz.MAX295/MAX296/MAX297的拐角频率最高为50kHz 。 MAX29X系列开关电容滤波器的时钟信号既可幅外部时钟直接驱动也可由内部振荡器产生。使用外部时钟时,无论是采用单电源供电还是双电源供电,CLK可直接和采用+5V供电的CMOS时钟信号发生器的输出相连。通过调整外部时钟的频率,可完成滤波器拐角的实时调整。 当使用内部时钟时,振荡器的频率由接在CLK端上的电容VCOSC决定: fCOSC (kHz)=105/3COSC (pF) 4.2 供电 MAX29X系列开关电容滤波器既可用单电源工作也可用双电源工作。双电源供电时的电源电压范围为±2.375~±5.5V。在实际电路中一般要在正负电源和GND之间接一旁路电容。 当采用单电源供电时,V-端接地,而GND端要通过电阻分压获得一个电压参考,该电压参考的电压值为1/2的电源电压,参见图5。4.3 输入信号幅度范围限制 MAX29X允许的输入信号的最大范围为V--0.3V~V++0.3V。一般情况下在+5V单电源供电时输入信号范围取1V~4V,±5V双电源供电时,输入信号幅度范围取±4V。如果输入信号超过此范围,总谐波失真THD和噪声就大大增加;同样如果输入信号幅度过小(VP-P<1V),也会造成THD和噪声的增加。4.4 独立运算放大器的用法 MAX29X中都设计有一个独立的运算放大器,这个放大器和滤波器的实现无直接关系,用这个放大器可组成一个一阶和二阶滤波器,用于实现MAX29X之前的反混叠滤波功能鄞MAX29X之后的时钟噪声抑制功能。这个运算放大器的反相端已在内部和GND相连。 图6是用该独立运放组成的2阶低通滤波器的电路,它的拐角频率为10kHz,输入阻抗为22Ω,可满足MAX29X形状电容滤波器的最小负载要求(MAX29X的输出负载要求不小于20kΩ)可以通过改变R1、R2、R3、C1、C2的元件值改变拐角频率。具体的元件值和拐角频率的对应关系参见表1。
上传时间: 2013-10-18
上传用户:macarco
可以算RC常数,色环电阻,电阻串并联,变压器,有源滤波,无源滤波,二分频,三分频等
标签: 计算器
上传时间: 2013-10-12
上传用户:黄蛋的蛋黄
基于MSP430的低频功率放大器设计
上传时间: 2013-10-09
上传用户:1234321@q
为了检测血压测量系统中的微弱信号,采用由分立元件构成仪表放大器作为压力传感器前置放大器。运用Multsim对仪表放大器进行设计仿真,并对硬件电路安装调试。当输入信号带宽控制在10 Hz~2 kHz内,调节电位器RP可以使仪表放大器的增益可达90 dB。测试表明仪表放大器指标符合血压测量系统要求。
上传时间: 2013-11-22
上传用户:zhyiroy
为降低成本和解决现有膜片钳放大器系统中PC机的干扰问题,研究了一种基于单片机的膜片钳放大器小系统。该系统采用ADI公司生产的ADuC841作为控制核心,并且配置相应的液晶显示模块LCM3202401。模拟电路部分采用高输入阻抗的AD8627实现微电流信号的采集,并由后级电路进行信号的放大和电阻电容的补偿。它具有硬件电路简单、体积小、使用方便的特点。既可以单独作为小系统实现采集和显示,也可以通过红外方式和PC机进行通讯,在PC机上进行信号的处理。 Abstract: In order to reduce cost and resolve the interferential problem with PC in existing patch clamp amplifiers, a small patch clamp amplifier system design based on microcontroller is studied. It adopts a new high performance microconverter ADuC841 by the ADI as the control core in the system, configuring a liquid crystal module LCM3202401. In the analog circuit, AD8627 with high input impedance is used to detect the low current,signal magnification, as well as resistance and capacitance compensation are accomplished by subsequent circuits. It has the advantage of simple hardware circuit design, small volume and convenient operation. It can either be used as an independent system to measure and show signal detected or transmit to PC by infrared ray.
上传时间: 2013-11-06
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文章介绍了基于单片机AT89C52和数字电位器DS3904来设计程控放大器的原理以及DS3904的读写操作流程并得以实现。与传统的程控放大器相比,接口简单,使用方便,可以获得更多的放大倍数。
上传时间: 2013-10-29
上传用户:lijinchuan
采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器 摘要:本文介绍了心电放大器的基本电路构成,以及采用公司的系列单片机对心电信号进行模数转换处理的方法,还着重探讨了采用带硬件乘法器的系列单片机对心电信号进行滤波处理的方法,并给出了相应的实验结果。人体心肌产生的电信号传导到体表之后,由于在体表分布的不同而产生电位差,将这种电压只有级别的电位差放大并绘制成图,就得到了心电图()。心电图在心血管疾病的临床诊断中有非常重要的作用。通常采用的心电图按照导联数分有单导联,三导联,五导联以及十二导联等等;按照精度分常用的有位和位精度等等。单导联,精度低的心电图常用于进行心电监控以及心率测量。位高精度的心电图由于可以反映出心电的细微变化,被更加广泛地应用于临床诊断、心电分析等地方
上传时间: 2014-12-27
上传用户:yeling1919
数字幅频均衡功率放大器设计
上传时间: 2013-10-28
上传用户:ggwz258