超低频信号滤波放大整形电路的设计
低频功率放大电路设计与制作

总结
• 详细介绍了一种ห้องสมุดไป่ตู้单实用、价格低的低频
功率放大器的电路设计方法, 整套设计只需 几十元 。 从实验的各项数据分析,本电路具 有很好的频率响应特性, 从测得的带宽可以 看出,该功率放大器可以很好地实现对低频 信号的放大作用,能较好地达到实际要求,也 符合理论上的要求 。
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致谢
• 通过不断努力,终于完成了此次毕业设计。
• 为提高前置放大器电路输入电阻和共模抑制性能,
减少输出噪声,采用集成运算放大器构成前置放大 器电路时,必须采用同相放大电路结构 。
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功率放大电路
• 功率放大电路可由分立元件组成也可以由集成功
放组成。分立元件组成的功率放大电路,如果电 路选择得好,参数选择恰当,元件性能优良,设 计和调试的好,则性能也很优良。 在分立元件组 成功率放大电路中由三极管、二极管、电阻、电 容等器件组成的核心电路,提供了自由调整的余 地。但分立元件组成的功率放大电路只要其中一 个环节出现问题,则性能会低于一般集成功率放 大电路。而且为了不致过载、过流、过热等损坏 元件,需要加以复杂的保护电路
在此,首先感谢顾凯鸣老师,正是他在万 忙之中还抽出宝贵的时间对我进行精心的 指导,才使我顺利完成了毕业设计。同时 也感谢学院各个领导和老师对我三年来的 关心和帮助。使我在大学中学到了许多宝 贵的知识和经验。在此,衷心地感谢你们!
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结束
欢迎各位评委老师提问、指正!
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选题目的和意义
• 低频功率放大器在家电、数码产品中的应用越来
越广泛,与我们日常生活有着密切关系,是音响 等产品中不可缺少的设备。其在控制系统和测量 系统等产品中的应用也较为广泛。但是,今天的 低频功率放大器还存在许多不足之处,如输出变 压器、电源变压器的绕制工艺稍麻烦,耗电较大, 调试较为困难,使用寿命短等缺陷
设计制作并验证0.1Hz10Hz超低频微弱噪音检测放大器

设计制作并验证0.1Hz~10Hz超低频微弱噪音检测放大器STEP BY STEPJackFrost一直想有个小装置能够测量0。
1Hz~10Hz的超低频噪声,人越来越懒得动手,前几周才开始慢慢准备断断续续制作测试,今天才鼓起勇气把手头的资料整理起来。
超低频噪声的意义什么的就不说了,但凡玩基准高精密测量的人都了解,这里能够写的篇幅实在太大了,就略去各种前戏相关知识了。
因为人懒,所以比较多理论的准备工作,以尽量减少动手拿烙铁的劳累了。
好听的说就是强调理论指导实践,事半功倍,嘿嘿。
于是有了这篇STEP BY STEP,记录下这段时间试验的过程,本着分享和共同学习进步的网络精神发到网络上,码字很辛苦,大家喜欢的话就点个赞多点鼓励,我也有动力有理由不再懒下去。
文章的篇幅会很大,断断续续下来记录下来的笔记内容很多,发到网上尽量缩减了首先笼统地讲放大器包括2个大部分,一个是前级,将微弱信号(通常是uVp-p级别)放大1000或者更高;另一个是0.1Hz~10Hz的带通滤波器。
先来带通滤波器部分,这部分直接用的TI官方出的SLAU522文章中的带宽滤波器,作者是Arthur Kay。
这部分包括包括一个增益为10的二阶0。
1Hz HPF和一个增益为10的10Hz 四阶低通LPF,总的增益是100倍。
并且在输出部分加了一个22uF的大薄膜电容通过BNC连接到示波器1M欧输入阻抗,以彻底隔离直流,这样示波器上就可以直接读取峰峰值来了解噪声情况了。
由于放大器的噪声主要是由前级来决定,所以这部分可以使用大电阻,运放选择条件也宽松,我用的是手头拆机的OPA2277。
电容用的是薄膜电容,电阻值是用手头多个0805串联出来的.下面是这部分电路的实测根据以上测试可见,LPF -3DB点比设计值稍偏低了一点,这主要原因还是电容容量误差,手头没有高精度的零件,也没有可以准确测容量的仪器,只能保证电阻误差不大于1%.带通滤波这部分内容就不多讲了,并不是本篇超低频微弱噪音检测的重点接下来前级放大部分是要考虑比较多的,做了比较多的工作,放大器的噪声水平主要取决于这部分.一、运放的选择:低噪声的运放有一些可供选择,我选择了一些典型的型号,并截下他们噪声指标以对比根据这些型号DATASHEET给出的噪声指标,进行了挨个大致的计算并粗略地汇总了下。
低频放大滤波电路设计

低频放大滤波电路设计一、前言低频放大滤波电路是一种将信号放大并滤除高频噪声的电路。
在音频放大器、功放等电路中广泛应用。
本文将介绍低频放大滤波电路的设计过程和注意事项。
二、低频滤波器的基本原理低频滤波器主要是通过对不同频率的信号进行不同的衰减来实现,常见的低通滤波器有RC低通滤波器、LC低通滤波器、二阶巴特沃斯低通滤波器等。
三、RC 低通滤波器设计RC 低通滤波器是一种简单实用的低通滤波器,其基本原理是利用电容和电阻组成一个 RC 回路,对高频信号进行衰减。
RC 低通滤波器的截止频率 fc 可以通过以下公式计算:fc = 1 / (2πRC)其中,R 是电阻值,C 是电容值。
四、LC 低通滤波器设计LC 低通滤波器是一种高品质的低通滤波器,其基本原理是利用电感和电容组成一个 LC 回路,对高频信号进行衰减。
LC 低通滤波器的截止频率 fc 可以通过以下公式计算:fc = 1 / (2π√(LC))其中,L 是电感值,C 是电容值。
五、二阶巴特沃斯低通滤波器设计二阶巴特沃斯低通滤波器是一种高品质的低通滤波器,其基本原理是利用多个 RC 或 LC 回路组成一个二阶滤波器,对高频信号进行衰减。
二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率 fc 和品质因数 Q 可以通过以下公式计算:fc = 1 / (2π√(LC))Q = 1 / (2πRC)其中,L 是电感值,C 是电容值,R 是电阻值。
六、低频放大滤波电路设计注意事项1. 选择合适的截止频率:根据实际需求选择合适的截止频率,不要过分追求高品质而忽略了实际需求。
2. 选择合适的元件:根据所选的滤波器类型和参数选择合适的电容、电感和电阻等元件。
3. 调整放大倍数:在放大器中使用低频放大滤波器时需要调整放大倍数,避免信号失真。
4. 进行仿真和实验验证:在设计完成后进行仿真和实验验证,确保滤波器的性能和效果符合要求。
七、结论低频放大滤波电路是一种常见的电路,在音频放大器、功放等电路中广泛应用。
用运算放大器LM358制作超低频信号发生器

用运算放大器LM358制作超低频信号发生器
用运算放大器LM358制作超低频信号发生器
一、工作原理
整机电路分为三大模块:(见图1)1.电源本信号发生器电源电路的原理图。
它使用220V交流市电,用双28V、5V降压变压器降压。
经桥式整流、电容滤波后。
分别用LM7812、LM7912、LM7805得到±12V及5V直流电压前者供给信号发生电路供电;后者供给数字频率显示部分电路。
2.波形发生电路波形发生的电路。
其核心是由A1构成的积分器和由A2构成的回差电压比较器。
电路的工作构成描述如下。
稳定时,A2的输出电压只能是高电平电压+U02或者低电平-U02。
设其初始状态为+U02,且U01为0。
此时,电压+U02对积分器A1按斜率U02/(RC13)负向积分使U01下降。
当下降到一Uth1=-(R3/R4)U02时,由于电压比较器A2同相端电压为负,即U+<0,则其输出翻转至低电平-U02。
此时积分器A1在输入电压-U02的作用下,输出电压U01按恒定斜率正向积分,当积分器输出电压U01上升到上限比较电平Uth1时,电压比较器A2输出电压为高电平+U02,回到负向积分的工作状态。
这样就形成了一个振荡器周期。
其振荡频率为这个周期的倒数,即f=R4/4R3RC13。
积分器A1输
出幅度为Uth1的三角波;比较器A2输出的时幅度为U02的方波。
这两个信号的周期相同,都是有正、负向充电斜率控制。
调整充、放电斜率可以改变输出频率。
3.显示电路(略)。
超低频信号滤波放大整形电路的设计

目录一、概述 (1)二、方案论证 (1)三、电路设计 (3)四、性能的测试 (6)五、结论 (8)六、性价比 (8)七、课设体会及合理化建议 (9)参考文献 (9)附录I 总电路图 (10)附录II 元器件清单 (11)一、概述超低频通信技术是当今世界的一个新兴研究领域,在水下通信系统、海洋、地震检测、核废料处理和环境保护等方面具有广泛的应用前景。
工程中,经常采用对建筑结构环境振动的检测,来确定结构的动力特性、核验施工中有无重大的质量问题、检验建筑结构的可靠性、评估建筑结构的安全裕度。
一般工程建筑结构的环境振动固有频率多比较低,在0.5Hz~1Oltz之间,通常采用拾振器进行检测。
随着高层建筑、高耸建筑结构,大跨度桥梁的不断出现,这些建筑结构的环境振动的频率更低。
例如上海金茂大厦固有频率0.162Hz,天津电视塔固有频率为0.176Hz;铜陵长江大桥,固有频率0.32Hz。
这些都属于超低频振动信号,由于信号振幅变化缓慢,周期很长,环境干扰和测量系统漂移等因素,对于超低频信号的采集与处理系统的稳定性和精度的要求都很高,并且在电路设计中更加注重信号的直流特性,尽可能的保持信号直流特性的完整性。
一般的当我们接受到一个超低频信号时,它并不能被我们直接观察和分析的,而是只有在通过一定的电路处理使之进行滤波、放大、整形输出以后,才可以变成能让我们观察、分析和处理的稳定状态的信号。
所以说对于工程上的一般信号必须经过超低频滤波电路、放大电路和整形电路处理,才能得到我们想要的有效信号。
整个电路由三模块组成:低通滤波放大电路、波形转换电路和电源电路。
滤波的原理是使特定的频率范围内的信号通过,而阻止其它的非理想频率信号的通过。
在实际的信号采集中,外来的干扰信号有很多,并且混入理想的信号中,所以我们必须采取有效的措施将这些干扰信号滤除掉。
波形转换是采用施密特触发器实现的,将信号整形为方波,以便CPU的后续信号采集和处理。
低频功率放大器电路设计

低频功率放大器电路设计低频功率放大器电路设计的第一步是确定放大器的规格和要求。
这包括确定所需的增益、带宽、功率输出和输入阻抗等参数。
例如,如果设计一个音频功率放大器,我们可能需要一个增益20倍,频率范围20Hz至20kHz,输出功率约为10瓦特。
这些参数将指导设计的整个过程。
第二步是选择适当的放大器拓扑。
常见的低频功率放大器拓扑有共射、共基和共集。
每个拓扑都有自己的优点和局限性,因此选择合适的拓扑是非常重要的。
例如,共射放大器适合大增益的应用,而共集放大器适合低噪声应用。
根据设定的规格和要求,选择合适的拓扑。
第三步是选择合适的晶体管或功放器件。
选择合适的器件非常重要,因为它将直接影响到整个电路的性能。
在选择器件时,需要考虑其最大功率输出、线性度、噪声系数和输入/输出阻抗等参数。
同时,还需要考虑器件的可获取性和成本。
根据拓扑和规格要求,选择合适的器件。
第四步是设计输入和输出匹配网络。
输入和输出匹配网络是为了确保最大功率传输和最小信号损耗。
输入匹配网络一般包括一个电容和一个电阻,用于匹配输入信号源的电阻和放大器的输入阻抗。
输出匹配网络一般包括一个电感和一个电容,用于匹配放大器的输出阻抗和负载的输入阻抗。
根据放大器的输入和输出阻抗,设计合适的匹配网络。
第五步是完成放大器的偏置和稳定。
偏置电路用于确保放大器工作在合适的工作点,以获得最佳的线性度和稳定性。
稳定电路用于抵消放大器的温度和其他环境变化引起的偏置漂移和频率响应变化。
通过设计适当的偏置电路和稳定电路,可以确保放大器的性能与规格要求一致。
最后一步是验证和优化设计。
在完成设计后,需要进行验证和优化,以确保放大器满足规格和要求。
这可以通过电路模拟和实验测试来完成。
通过模拟和实验,可以发现和解决潜在的问题,并对设计进行优化,以获得最佳的性能。
综上所述,低频功率放大器电路设计是一个复杂的过程,需要考虑多个因素。
通过正确的规格定义、选择合适的拓扑和器件、设计匹配网络和偏置稳定电路,可以实现设计要求。
低频滤波电路

低频滤波电路1. 引言低频滤波电路是一种能够滤除高频信号,只保留低频信号的电路。
它在许多领域中都有广泛的应用,例如音频处理、通信系统、功率电子等。
本文将介绍低频滤波电路的原理、常见的滤波器类型以及设计和应用方面的注意事项。
2. 低频滤波原理低频滤波原理基于信号的频率特性,通过选择合适的电容和电感元件来实现对不同频率信号的衰减。
在直流电路中,由于电容器对直流信号具有开路特性,而对交流信号具有短路特性,因此可以利用这一特性来实现对高频信号的滤除。
3. 低频滤波器类型3.1 RC低通滤波器RC低通滤波器是最简单且常见的一种低频滤波器。
它由一个电阻和一个电容组成。
当输入信号为高频时,电容器对交流信号产生短路效应,从而使高频部分被短路到地;而当输入信号为直流或低频时,电容器对直流信号具有开路效应,从而使其通过滤波器。
RC低通滤波器的截止频率可以通过选择合适的电阻和电容值来调节。
3.2 RL低通滤波器RL低通滤波器是由一个电阻和一个电感组成的。
与RC低通滤波器类似,当输入信号为高频时,电感对交流信号产生开路效应,使高频部分被阻断;而当输入信号为直流或低频时,电感对直流信号具有短路效应,从而使其通过滤波器。
RL低通滤波器的截止频率也可以通过选择合适的电阻和电感值来调节。
3.3 RLC低通滤波器RLC低通滤波器是由一个电阻、一个电感和一个电容组成的。
它结合了RC和RL两种滤波器的特点,在一定范围内都能实现较好的低频衰减效果。
RLC低通滤波器在音频处理等领域中广泛应用。
3.4 活性滤波器活性滤波器是一种利用运算放大器(Op-Amp)来构建的低频滤波器。
它可以实现更高的增益和更陡峭的滚降斜率,具有较好的性能和稳定性。
活性滤波器常用于需要精确滤波和较高信噪比要求的应用中。
4. 低频滤波器设计与应用注意事项4.1 截止频率选择在设计低频滤波器时,截止频率是一个重要的参数。
截止频率决定了滤波器对不同频率信号的衰减程度。
根据具体应用需求,选择合适的截止频率非常重要。
低频放大电路设计制作

低频放大电路设计制作一、实验目的1、了解多级放大器的设计方法,掌握各种参数值的计算。
2、掌握多级放大电路的安装与调试。
二、实验设备及器件(在后面原件清单中列出)三、参数要求电源电压Vcc=12V 、f=1000HZ 电压增益Au ≥100输入阻抗ri ≥100K Ω、输出阻抗ro ≤1K Ω、β≥80、输出电压动态范围Uopp 尽可能大。
四、设计方案选取串联反馈使电路的输入电阻增大。
电压负反馈可以稳定输出电压、减小输出电阻。
五、设计(1)确定反馈系数F ,反馈深度D根据要求Auf ≥100普通两极阻容耦合共射放大器开环增益Au 容易作成百倍—1千多倍D=几—十几 选定D Avf 要留余量, FA A A u uuf +=1当Au 很大时,∣AuF ∣>>1确定F 。
(2)设计Re1,Rf引入负反馈后,又 确定Rf (3)设计RC1、RC2、ICQ1、ICQ2确定R c2考虑到动态范围大,ICQ 应设计为交流负载线中点1e i if R D Dr r β≈≈≥≈=∴R D r R r e if e i 10011ββe f e R R R F 11+= Ω≤≈≈==Ω≤k D R R D r r Dr R R r k r f C o of of f C o of 1////122令D=5,F=1/150,A vf=120可得到以下结果:R b1=2280K R c1=15K R e1=0.25K R f=37.25KR b21=109.28K R b22=17.38K R c2=5.78K R e2=1KI CQ1=0.393mA I CQ2=0.948mA V CEQ2=5.57V五、实验原理图六、调整测试1.最大不失真输出电压Ri=100k可知最大不失真输出电压为1.496V。
Ri=60kR b1=2270K R c1=15K R e1=0.15K R f=22.35KR b21=100K R b22=18.5K R c2=6.44K R e2=1KI CQ1=0.396mA I CQ2=0.824mA V CEQ2=5.868V2.静态工作点V CEQ1=437.145mVV CEQ2=3.659VI CQ1=770.939μAI CQ2=1.489mA3.f=1KHz时的电压增益A vf.A vf=1.966V/14mV =140实验原件清单:2 BJT_NPN, 2N2222A Q1, Q2 Generic\TO-18 1 RESISTOR, 2.2MOhm R11 RESISTOR, 15kOhm R21 RESISTOR, 270Ohm R31 RESISTOR, 47kOhm R41 RESISTOR, 82kOhm R51 RESISTOR, 18kOhm R61 RESISTOR, 5.6kOhm R71 RESISTOR, 1kOhm R83 CAPACITOR, 1uF C1, C2, C31 POWER_SOURCES, VCC VCC Generic1 POWER_SOURCES, GROUND 0 Generic。
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沈阳航空航天大学课程设计(说明书)超低频信号滤波放大整形电路的设计班级 / 学号 ********-2069学生姓名杨贺指导教师赵鑫沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称电子技术综合课程设计院(系)自动化学院专业自动化班级04070202 学号2010040702069 姓名杨贺课程设计题目超频信号滤波放大整形电路的设计课程设计时间: 2012 年12 月24 日至2013 年01 月06 日课程设计的内容及要求:一、设计说明设计一个低通滤波放大电路和一个整形电路。
实际工作中输入信号一般由传感器产生,本次设计采用函数发生器给出。
输出信号要求整形为是方波信号,以便CPU的后续信号采集和处理,本次设计不要求对输出信号做处理。
滤波放大电路建议采用TI公司的FilterPro,这是一款很好的滤波器设计软件。
整形电路建议采用施密特触发器。
二、技术指标1.滤波放大电路参数:通带增益Ao=20db,通带频率fc=10Hz,通带增益纹波Rp=1db,截止带频率fs=40 Hz,截止带衰减-30dB。
2.输出信号要求是同频率的标准方波信号。
3.设计一个电源,输入直流5V,输出直流±5V,用于该设计电路供电。
三、设计要求1.设计建议采用TI公司的FilterPro滤波器设计软件。
2.设计方案给出后,要求使用仿真软件multism进行仿真测试。
3.画出电路原理图(元器件标准化,电路图规范化)。
4.书写课设报告。
四、实验要求1.根据设计方案制定实验方案。
2.设计方案给出后,要求使用multism进行仿真测试,并且给出测试数据。
3.对比设计参数和仿真参数,进行实验数据处理和分析,给出结论。
五、推荐参考资料1.姚福安. 电子电路设计与实践[M]济南:山东科学技术出版社,2001年2.阎石. 数字电子技术基础. [M]北京:高等教育出版社,2006年3.刘贵栋主编.电子电路的Multisim仿真实践[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008年4.童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础,[M]北京:高等教育出版社,2007年.六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表一、概述实际中的用途:本设计在实际中主要用于对低频信号进行整形,滤波,放大。
选出符合要求的频率段,通过施密特触发器的整形电路将低频信号转化为同频率的标准方波信号,便于CPU的采集和处理。
设计思路:首先把滤波放大电路设计好,然后在仿真软件Multisim中进行连接,并观察其波形。
最后把电路连接到555芯片制作的施密特触发器上,连接好之后开始调试。
最终就能实现把低频信号滤波整形成同频率的方波信号了。
基本原理:本设计最终实现了把频率在要求范围内的信号留下,其他频率的信号过滤掉。
通过低频滤波电路后把留下的低频信号放大整形,最后通过施密特触发器变成方波信号。
仿真时把滤波放电路的输出和施密特触发器的输出同时连接到示波器的双通道上,就可以同时看到方波和正弦波了。
设计方法:通过所给出的FilterPro软件及任务书上所给出的数值,可以画出滤波器的电路图,然后通过一些数电的方法,对施密特触发电路进行连接,并用设计好的电源供电,最后通过示波器观察输出波形。
报告组成:封面,任务书,报告三大部分。
其中报告分为概述,方案论证,电路设计,性能的测试,结论,性价比,课设体会及合理话建议,参考文献几部分组成。
最后实现的目标:成功得到了符合要求的方波波形。
二、方案论证主要设计方案就是一个可以将超低频信号转换为方波信号的电路和一个输入5V输出±5V的电源。
1.电路设计总方案:用滤波放大电路把固定频段的超低频信号过滤出来,然后通过555芯片构成的施密特触发器使信号变成方波信号。
555构成的电路连接简单且性价比高。
电路方案原理框图如图1所示:图1 低频信号滤波放大整形电路原理图基本方案:本方案根据信号的特性,把信号发生器产生的信号经过滤波电路过滤,只留下需要的信号。
通过两级电路滤波放大去掉低频信号和中频信号,留下超低频信号,根据设计要求过滤掉不符合设计要求的信号。
所以需要设计一个低通滤波放大电路,根据参数通带增益Ao=20db ,通带频率fc=10Hz ,截止带频率fs=40 Hz 。
这样设计出来的电路就可以过滤出所要求的超低频信号,且频率不变,符合要求。
接下来是由555芯片组成的施密特触发器,滤波电路之后的信号进入到施密特触发电路,可以将正弦波转化为同频率的方波。
设计基础:555芯片是数电教材上的芯片,经过一系列的学习,我们对其实比较了解的,用它来制作施密特触发电路对我们来说更容易一些也更容易接受。
555芯片,便于连接,操作简单,引脚较少排列连接便于记忆,这也是我们选择他的原因。
FilterPro 软件,通过这些参数设计出需要的电路,其中所用的电阻的阻值和电容的容抗都会在软件设计的电路中体现出来。
最后将设计出的电路图由Multisim 软件进行仿真,前面加上函数信号发生器,后面加上由555电路搭成的施密特触发电路,并由自己设计的电源供电,然后连接到示波器上,这样,仿真电路就完成了。
此电路可以将信号发生器的信号过滤放大整形成同频率的方波信号,经验证电路设计合理,可以实现预期的要求,但是误差还是有的。
科学性:本次电路的主要设计是通过FilterPro 软件实现的,这款软件是稳定的,因此具备科学性;可行性:本电路的大部分参数都是通过软件得出的,一部分数据是通过自己的反复调试得出的,参数环境符合要求,具备可行性;有效性:本电路由四部分组成,第一部分发射信号,第二部分对信号进行过滤放大,第三部分对信号进行整形,第四部分滤波器观察波形,满足课设要求。
2.电源设计方案:通过由555芯片搭成的震荡电路实现升压的过程,然后将升大的电压通过LM7905CT 芯片使其输出-5V 电压,尽管有些误差,但也算能得到电源。
三、电路设计电路的设计分为模拟电路部分和数字电路部分,外加上一个电源设计。
1.模拟电路的设计:由FilterPro 软件设计可知,滤波放大电路分为两级滤波放大,如图2、3所示。
第一级滤波电路输入的是电压信号,其电路包括电阻R1、R2、R3电容C1、C2和一个运算放大器。
运算放大器的原理是通过虚短虚短来计算出电阻的阻值以及电容的容抗,其中电容是同交流阻直流,起到滤波的作用电阻用于辅助电容而且也与运算放大器一起起到了放大的作用。
第一级放大电路的作用是:对输入的正弦波进行滤波和放大。
下面是计算第一级电路部分的公式和电路图。
公式如下:2223122123()()1111()UP U f A s A s sC R R S C C R R R R R =++++图2 第一级滤波放大电路 第二级滤波放大电路是以第一级电路的输出作为输入信号,也是电压信号,模拟信号,本级放大电路与第一级放大电路的结构是一样的,也是由电阻电容运算放大器构成,只是部分电阻的阻值和电容的容抗不同,包括电阻R4、R5、R6、和电容C3、C4和运算放大器。
由于大体结构与第一级运放相同,所以本部分的计算公式也与第一部分一致,只是电阻和电容的参数不一样,第二级放大电路的作用是:把第一级的输出信号继续放大成为第二级放大信号。
电路图如下:图3 第二级滤波放大电路1o u 1i u 01122M I M M M U U U U U U sC R R R --=++0122312f C C R R π=1o u 2o u2.数字电路的设计:设计的最后一部分是一个有555芯片搭建的施密特触发电路,属于数字电路部分。
输入的是模拟电路部分的输出信号,即过滤放大的正弦波,输出的事数电信号就是要求的方波信号,本电路的主要部分就是施密特触发电路还有一些电阻、电容、自己设计的电源,其中芯片的THR 引脚连接电阻和电容,数值都是进过反复计算得出来的,RST 引脚与VCC 引脚都连接到一个5V 的直流电源上,TRI 引脚和GND 引脚之间连接一个电阻。
再把THR 引脚与TRI 引脚也练到一起便组成了施密特触发器。
数字电路部分就是这个施密特触发电路,与之前的两级放大电路,后面需要的电源电路一起构成了本次实验的全部电路,施密特触发电路的作用是:将之前经过滤波放大的信号进行整形为方波。
公式如下:电路图如下:图4 施密特触发电路 11121211()()3l n l n l n 20.7()2()()3C C C C C C w C CW C C C C U U U U O t RR C U U t U U τττ+-∞-====+∞--22222210()()3ln ln ln 20.72()()03CC C C w C C W CC U U U O t R C U U t U τττ+-∞-====∞--12122120.7()0.70.7(2)w w T t t R R C R C R R C =+=++=+11212/()/(2)w q t T R R R R ==++2o u 3o u3.电源设计:将555定时器产生的振荡脉冲,通过二极管电路整流后向电容充电,使电容充电至电源电压,将这样的整流和充电电路逐级连接,便可得到2倍,3倍,4倍,甚至于多倍于电源电压的升压电路。
本设计中是先将电源电压升至2倍的,然后用LM7905CT芯片使其变到-5V,它是一种线性稳压器,固定输出-5V。
这样便完成了电源的设计。
但是在仿真的过程中,升压过程是实现了,电压由5V升到了9V多,但是在经过LM7905CT芯片后出来的不是-5V的电压,而是-5.61V,这可能是仿真的问题,但是误差在允许的范围之内,所以,本电源设计的相对较合理,所用的器件也都是在仿真软件中可以找到的。
电路图及测试值如下:图5 电源电路四、性能的测试根据任务书上的说明,设计的内容为超低频滤波放大整形电路,信号源由信号发生器提供,在信号发生器输入30Hz的输入信号,然后经过设计好的电路进行滤波放大。
首先经过第一级放大电路,输入的信号是模拟电压信号,经过第一级放大滤波电路滤掉一部分,然后将信号继续输入给第二级放大滤波电路,第一级放大电路的输出电压信号就是第二级放大电路的输入电压信号。
在电压信号从第二级电路出来以后,便完成了对电压信号的滤波放大的过程,最后电压信号在经过滤放大之后进入施密特触发电路,输入的正弦信号在经过施密特触发电路后变为了同频率的方波信号,其中施密特触发器是由555芯片与电容电阻构成的,他们的值是反复调试的出来的,将555芯片的位置输入端2脚与复位输入端6脚连在一起作为信号输入端,3脚作为输出信号,4、8脚长接高电平,1接低电平。
当频率为39Hz时,仍有方波出现,而将频率调到40Hz时,方波就不在出现。