骤
[0041] S31:首先控制信号Ue2停止所述第二可变增益切换电路（3)切换，使得只有电阻尺5 与电阻札并联，再判断输出信号U。的幅值是否高于阈值U th2;
[0042] S32:若输出信号U。的幅值仍然大于阈值U th2，则控制信号Uel启动所述第一可变增 益切换电路（2)切换，而控制信号U e2停止所述第二可变增益切换电路（3)切换，使得电阻 R3与所述电阻R i并联，再判断输出信号U。的幅值是否高于阈值U th2;
[0043] S33:若输出信号U。的幅值仍然大于阈值Uth2，则控制信号Uel停止所述第一可变增 益切换电路（2)切换，而控制信号U e2停止所述第二可变增益切换电路（3)切换，电阻R3、电 阻1?5都不与电阻Ri并联。
[0044] 根据本发明的可变增益带通放大电路及其切换控制方法，下面将详述一种压电式 信号的可变增益带通放大电路，其信号源的频率为70kHz，信号幅度近距离接收经前置放大 后约为150mV，运距离接收经前置放大后信号幅度约为15mV，放大器1供电电压为5V，可实 现其带通滤波放大功能的，具体电路中器件参数选取和实现方法的步骤如下：
[0045] 1、输出信号U。幅值最大峰峰值以供电电压为停止切换可变增益控制电路的触发 阈值U th2= 2. 4V，识别最小信号强度，由电路噪声密度和ADC精度决定，即信噪比大于20dB， 启动切换可变增益控制电路的触发阈值U thl= 0. 5V;
[0046] 2、根据基尔霍夫电流电压定律，建立本发明的可变增益带通放大电路的传递函数
【主权项】
1. 一种可增益带通放大电路， 包括放大器（1)和并联连接于所述放大器（1)的信号输出端和负向输入端的电容C2、 电阻R2,还包括依次串联于所述放大器（1)的负向输入端和接地间的电容电阻Ri，其特 征在于还包括电阻Rs、电阻咕、第一可变增益切换电路（2)、第二可变增益切换电路（3)，其 中电阻Rs-端连接于电容C 1和电阻R 1间，电阻R 3的另一端连接所述第一可变增益切换电 路似的输出端，电阻咕一端连接于电容C 1和电阻R 1间，电阻R前另一端连接所述第二可 变增益切换电路（3)的输出端，所述放大器（1)的正向输入端接收输入信号Ui，放大器（1) 的输出端输出信号U。，所述第一可变增益切换电路（2)的输入端接收第一可变增益切换控 制信号山，所述第二可变增益切换电路（3)的输入端接收第二可变增益切换控制信号U。,， 所述电阻Rs大于电阻R 5的阻值。
2. 根据权利要求1所述的可增益带通放大电路，其特征在于 所述第一可变增益切换电路（2)包括第一=极管Qi、电阻R4和电阻R,，所述第一=极 管Qi的集电极输出连接于电阻R 3的另一端，所述第一=极管Q1的发射极接地，电阻R 4的一 端与所述第一S极管Qi的基极连接，电阻R 4另一端连接第一可变增益切换控制信号U。1，电 阻R,-端与所述第一S极管Q 1的基极连接，电阻R 7另一端接地； 所述第二可变增益切换电路（3)包括第二=极管〇2、电阻Re和电阻Rs，所述第二立极 管Q2的集电极输出连接于电阻Re的另一端，所述第二=极管Q2的发射极接地，电阻Re的一 端与所述第二S极管Q2的基极连接，电阻R e另一端连接第二可变增益切换控制信号U电 阻咕一端与所述第二S极管Q 2的基极连接，电阻R 8另一端接地。
3. 根据权利要求1所述的可增益带通放大电路，其特征在于 所述第一可变增益切换电路（2)包括金属氧化物半导体场效应管Qi、电阻R4和电阻R,， 所述金属氧化物半导体场效应管Qi的漏极输出连接于电阻Rs的另一端，所述金属氧化物半 导体场效应管Qi的源极接地，电阻R 4的一端与所述金属氧化物半导体场效应管Q 1的栅极 连接，电阻R4另一端连接第一可变增益切换控制信号U。1，电阻R,-端与所述金属氧化物半 导体场效应Qi的栅极连接，电阻R 7另一端接地； 所述第二可变增益切换电路（3)包括金属氧化物半导体场效应管〇2、电阻Re和电阻Rs， 所述金属氧化物半导体场效应管Q2的漏极输出连接于电阻Re的另一端，所述金属氧化物半 导体场效应管化的源极接地，电阻R e的一端与所述金属氧化物半导体场效应管Q 2的栅极 连接，电阻Re另一端连接第二可变增益切换控制信号U电阻Rs-端与所述金属氧化物半 导体场效应Q2的栅极连接，电阻R 8另一端接地。
4. 如权利要求1至3任一所述的可增益带通放大电路的切换控制方法，包括如下步骤： S10:根据系统对输出信号U。幅值要求，设置第一触发阔值U thi和置第二触发阔值U th2作为 启动和停止第一可变增益切换电路（2)和第二可变增益切换电路（3)的切换电压，其中Uth2 >Uthi;S20:若输出信号U。的幅值低于阔值Uthi，所述的第一可变增益切换电路（2)的控制 信号山或/和第二可变增益切换电路（3)的控制信号U才启动切换；S30:若输出信号U。 的幅值大于Uth2,所述的第一可变增益切换电路（2)的控制信号或/和第二可变增益切 换电路做的控制信号U。将停止切换。
5. 根据权利要求4所述的可增益带通放大电路的切换控制方法，其特征在于步骤S20 中，包括步骤S21:首先控制信号启动所述第一可变增益切换电路（2)切换，使得电阻Rs 与所述电阻Ri并联，再判断输出信号U。的幅值是否低于阔值U thi;S22:若输出信号U。的幅 值仍然低于阔值Uthi，则控制信号山停止所述第一可变增益切换电路（2)切换，而控制信 号U。,启动所述第二可变增益切换电路（3)切换，使得电阻Rg与所述电阻Ri并联，再判断输 出信号U。的幅值是否低于阔值Uthi;S23;若输出信号U。的幅值仍然低于阔值Uthi，控制信号 山启动所述第一可变增益切换电路（2)切换，控制信号U。启动所述第二可变增益切换电 路（3)切换，此时电阻Rs、电阻Rs与电阻Ri-起并联。
6.根据权利要求4所述的可增益带通放大电路的切换控制方法，其特征在于步骤S30 中，包括步骤S31 ;首先控制信号U。,停止所述第二可变增益切换电路（3)切换，使得只有电 阻Rs与电阻Ri并联，再判断输出信号U。的幅值是否高于阔值Uth2;S32:若输出信号U。的幅 值仍然大于阔值Uth2,则控制信号启动所述第一可变增益切换电路（2)切换，而控制信号 U。,停止所述第二可变增益切换电路（3)切换，使得电阻Rs与所述电阻Ri并联，再判断输出 信号U。的幅值是否高于阔值Uth2;S33;若输出信号U。的幅值仍然大于阔值Uth2,则控制信号 山停止所述第一可变增益切换电路（2)切换，而控制信号U。停止所述第二可变增益切换 电路做切换，电阻Rs、电阻咕都不与电阻Ri并联。
【专利摘要】本发明提供了一种可变增益带通放大器电路及可增益带通放大电路的切换控制方法，其特征在于还包括电阻R3、电阻R5、第一可变增益切换电路、第二可变增益切换电路，其中电阻R3一端连接于电容C1和电阻R1间，电阻R3的另一端连接第一可变增益切换电路的输出端，电阻R5一端连接于电容C1和电阻R1间，电阻R5的另一端连接第二可变增益切换电路的输出端，放大器的正向输入端接收输入信号Ui，放大器的输出端输出信号Uo，第一可变增益切换电路的输入端接收第一可变增益切换控制信号Uc1，第二可变增益切换电路的输入端接收第二可变增益切换控制信号Uc2，电阻R3大于电阻R5的阻值。本发明可以实现增益值可变，在接收距离较远时保证足够大的信号幅值，方便后续信号处理与检测，且电路简单，成本低。
【IPC分类】H03G3-20
【公开号】CN104682903
【申请号】CN201510025383
【发明人】秦运柏, 肖琨, 宋树祥, 蒋品群, 雷晓平, 谢军涛, 岑明灿, 唐荣江
【申请人】广西师范大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月19日