基于ad8047运放的宽带前置放大电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种信号放大电路，尤其涉及一种基于AD8047运放的宽带前置放大电路。
【背景技术】
[0002]光、水位、PH值、温度、压强、湿度等各类传感器输出的弱电信号在进入功率放大之前都需要进行前置放大，为了获得适合的输入阻抗，必须在第一级进行输入阻抗的匹配，再进行无源衰减。目前，I倍衰减和1/10衰减可用形电阻网络，但是计算相对复杂，如果选用TI公司的0PA365芯片，带宽受到的影响比较大，在20M时放大倍数衰减得很厉害，不能完全发挥功能，宽带的指标带宽为DC?20MHz就很难实现，而且工作方式固定、单一，使用不够灵活。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要解决原有宽带前置放大电路不能完全发挥功能，宽带的带宽指标很难实现，而且工作方式固定、单一，使用不够灵活的技术问题；提供一种基于AD8047运放的宽带前置放大电路，其能完全发挥功能，实现宽带的带宽指标，工作方式多样，调整方便，使用灵活。
[0004]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本实用新型包括输入阻抗匹配单元、无源衰减网络单元和有源放大单元，传感器的输出端和输入阻抗匹配单元的输入端相连，输入阻抗匹配单元的输出端和无源衰减网络单元的输入端相连，无源衰减网络单元的输出端和有源放大单元的输入端相连，有源放大单元的输出端和单片机单元相连。传感器输出的传感信号，先经输入阻抗匹配单元进行输入阻抗匹配，再由无源衰减网络单元对信号进行衰减，最后通过有源放大单元对传感信号进行放大，最终送给单片机处理，进行后续的显示或控制操作。
[0005]作为优选，所述的输入阻抗匹配单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和开关SI，电阻R4和电阻R5的串联电路与电阻R6和电阻R7的串联电路并联，该并联电路的一端接地，另一端和开关SI的一端相连，开关SI的另一端既和所述的传感器的输出端相连又和所述的无源衰减网络单元的输入端相连。开关SI闭合时，电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7构成输入阻抗匹配电路，输入阻抗匹配后再由无源衰减网络单元进行信号衰减；开关SI断开时，无源衰减网络单元实现另一阻值的输入阻抗匹配。使用灵活。
[0006]作为优选，所述的无源衰减网络单元包括开关S3、开关S4和电阻R11、电阻R12，开关S3的一端和所述的输入阻抗匹配单元相连，开关S3的另一端经电阻Rll和开关S4的一端相连，开关S4的另一端和所述的有源放大单元的输入端相连，电阻Rll和开关S4的连接点经电阻R12接地。开关S3、开关S4和电阻R11、电阻R12构成一个衰减网络支路，可根据需要设置开关S3及开关S4的通断状态，以实现该支路是接入还是不接入，调整方便，使用灵活。
[0007]作为优选，所述的无源衰减网络单元包括开关S2、开关S5和电阻R2、电阻R3、电阻R8、电阻R9、可调电阻R1、可调电阻RlO及电容C7，开关S2的一端和所述的输入阻抗匹配单元相连，开关S2的另一端经电阻R8和电阻R9的串联电路与可调电阻RlO的活动端及一个固定端相连，可调电阻RlO的另一个固定端经开关S5和所述的有源放大单元的输入端相连，电容C7与电阻R8、电阻R9和可调电阻RlO的串联电路并联，电容C7和开关S5的连接点经电阻R3和电阻R2的串联电路与可调电阻Rl的活动端及一个固定端相连，可调电阻Rl的另一个固定端接地。本技术方案构成另一个衰减网络支路，可根据需要设置开关S2及开关S5的通断状态，以实现该支路是接入还是不接入，调整方便，使用灵活。
[0008]作为优选，所述的有源放大单元包括运放U1、运放U2、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、可调电阻R17和开关S6、开关S7，电阻R13的一端和所述的无源衰减网络单元的输出端相连，电阻R13的另一端和运放Ul的同相输入端相连，运放Ul的反相输入端和运放Ul的输出端相连，运放Ul的输出端经电阻R15和运放U2的同相输入端相连，运放U2的反相输入端，一路经电阻R16和开关S6的串联电路和运放U2的输出端相连，另一路经可调电阻R17和开关S7的串联电路和运放U2的输出端相连，还有一路经电阻R14接地，运放U2的输出端和所述的单片机单元相连。运放Ul构成跟随电路，获得较好的输入特性；运放U2构成多种放大倍数的同相比例放大电路，通过开关S6、开关S7的通断选择，可以实现10倍放大。
[0009]作为优选，所述的运放Ul及运放U2采用AD8047运算放大器。AD8047运算放大器是高速运算放大器，小信号带宽可以到260MHz，大信号带宽可以到160MHz，输入阻抗是500k Ω，因此在20M的时候，没有任何衰减，而且零点漂移很小，满足小于3mV的要求。
[0010]作为优选，所述的基于AD8047的宽带前置放大电路包括电解电容C9、电解电容ClO及电解电容C13?电解电容C16和电容Cl?电容C6及电容C11、电容C12，电解电容C9、电解电容C10、电解电容C15和电容Cl、电容C3、电容C5、电容C11、电容C12并联成第一并联电路，电解电容C13、电解电容C14、电解电容C16和电容C2、电容C4、电容C6并联成第二并联电路，电解电容C9的正极接电压+5V，第一并联电路的两端分别接电压+5V、接地，电解电容C16的正极接地，第二并联电路的两端分别接地、接电压-5V。为了滤除高频信号的干扰，选择合适的电容来进行补偿。本电路在不同信号频率下工作，频率的高低将对电路的性能产生不同的影响，为了防止信号的干扰，在电路系统中放入多个去耦电容，电容的大小根据信号的频率而定，另外为了保持电源的稳定，在电源电路中放入了数值较大的滤波电容。电解电容采用容值较大的电容，如10uF，用来滤波，也可以用来消除低频自激振荡；其它电容采用容值较小的电容，如104小电容，用来去除高频耦合构成的自激振荡。
[0011]本实用新型的有益效果是:有两种输入阻抗可选择，有两种衰减可选择，能完全发挥功能，实现宽带的带宽指标，工作方式多样，调整方便，使用灵活。选用两个AD8047运算放大器作为有源放大器，实现了跟随器和多倍放大电路，小信号带宽可以到260MHz，大信号带宽可以到160MHz，而且零点漂移很小，提高可靠性。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。
[0013]图2是本实用新型的一种电路原理图。
[0014]图中1.输入阻抗匹配单元，2.无源衰减网络单元，3.有源放大单元，4.传感器，
5.单片机单元。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0016]实施例:本实施例的基于AD8047运放的宽带前置放大电路，如图1所示，包括输入阻抗匹配单元1、无源衰减网络单元2和有源放大单元3，传感器4的输出端和输入阻抗匹配单元I的输入端相连，输入阻抗匹配单元I的输出端和无源衰减网络单元2的输入端相连，无源衰减网络单元2的输出端和有源放大单元3的输入端相连，有源放大单元3的输出端和单片机单元5的输入端相连。本实施例具体的电路图如图2所示，输入阻抗匹配单元I包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和开关SI ;无源衰减网络单元2包括开关S3、开关S4和电阻R11、电阻R12，还包括开关S2、开关S5和电阻R2、电阻R3、电阻R8、电阻R9、可调电阻R1、可调电阻RlO及电容C7 ;有源放大单元3包括运放U1、运放U2、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、可调电阻R17和开