专利名称：一种滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术领域，涉及ー种放大/低通滤波器。
背景技术：
差分输入单端输出放太/低通滤波 器可与压阻式、可变电容式等传感器配套使用，采集加速、碰撞等信号。目前市场上还没有类似的产品，仅有功能単一，单端输入单端输出、无零位调节校准和直流偏置调节。为此，我们和多家用户达成共识，开发该系列的差分输入单端输出放太/低通滤波器，它的研制成功，对于运输试验、汽车碰撞试验，航空航天飞行试验、爆炸效应和结构力学研究具有十分重要的意义。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种既可做宽带放大器使用，又可做低通滤波器使用的滤波器，同时实现零位调节校准和输出直流偏置设置。本实用新型的目的是这样实现的，一种滤波器，包括八阶低通滤波器，所述八阶低通滤波器通过第一放大器、第二放大器与输入端连接，通过第三放大器和浪涌保护装置与输出端连接，所述输入端、输出端均通过浪涌保护装置接地；所述第一放大器设有增益档位和第二电位器，所述增益档位负责档位选择，所述第二电位器负责不平衡调节，所述第二放大器设有第一电位器且负责増益调节，所述第三放大器设有第三电位器且负责偏置调节。所述八阶低通滤波器包括四个ニ阶滤波器，第一个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第一电阻和第一电容且通过所述第一电容与第四放大器的2脚、I脚连接，另ー个RC支路包括第二电阻和第二电容且通过第二电阻与第四放大器的3脚连接、通过第二电容接地，第四放大器(U4A)的4脚接15V电压、8脚接+15V电压；第二个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第三电阻和第三电容且通过所述第三电容与第IV放大器的6脚、7脚连接、通过第三电阻与第四放大器的I脚和第一电容连接，另ー个RC支路包括第四电阻和第四电容且通过第四电阻与第IV放大器的5脚连接、通过第四电容接地；第三个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第五电阻和第五电容且通过所述第五电容与第五放大器的2脚、I脚连接、通过第五电阻与第IV放大器的7脚和第三电容连接，另ー个RC支路包括第六电阻和第六电容且通过第六电阻与第五放大器的3脚连接、通过第六电容接地，第五放大器(U5A)的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压；第四个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第七电阻和第七电容且通过所述第七电容与第V放大器的6脚、7脚连接、通过第七电阻与第五放大器的I脚和第五电容连接，另ー个RC支路包括第八电阻和第八电容且通过第八电阻与第V放大器的5脚连接、通过第八电容接地，所述第V放大器与转换接线连接。所述第一放大器的4脚接-15V电压、7脚接+15V电压，I脚与増益档位连接，8脚通过地十一电阻与増益档位连接，5脚与第II放大器的7脚连接，2脚通过第十电阻与功率负输出端连接，3脚通过第九电阻与功率正输出端连接，2脚、3脚之间为第九电容，功率输入端和功率输出端之间为第一稳压器和第二稳压器并接地；第II放大器的6脚、7脚与第一放大器的5脚连接，第II放大器与第二电位器连接并通过第十一电容接地，第二电位器通过第十四电阻接-IOV电压、通过第十五电阻接+15V电压；所述第一放大器的6脚通过第十二电阻与第二放大器的2脚连接，并通过并联的第十电容和第十三电阻与第一电位器连接，所述第一电位器与I脚引腿和所述第一电阻连接，第二放大器的4脚、8脚与电源连接，3脚接地，I脚与所述第一电阻连接。所述转换接线W2的3脚与第V放大器(U5B)的7脚连接、I脚通过W2-1与第一电阻(R1)、第一电位器(RW1)、第二放大器(U2A)的I脚连接，5脚接地，所述转换接线W2的2脚、4脚通过第十六电阻与第三放大器的2脚连接，通过并联的第十七电阻和第十三电容及第三放大器的I脚与功率输出端连接，通过第三稳压ニ极管接地，所述第三放大器(U3A)的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压，所述第三放大器的3脚与第三电位器连接，并通过第十二电容接地，第三电位器通过第十八电阻接+IOV电压、通过第十九接-IOV电压电源连接。 本实用新型具有如下有益效果，本实用新型滤波器采用差分输入/单端输出放大技术及插入式8阶低通滤波器，可与压阻式、可变电容式等传感器配套使用，放大增益可调节，输入直流不平衡可调节，输出直流偏置可调节，通过外围调节达到既可做宽带放大器使用，又可做低通滤波器使用，同时实现了零位调节校准和输出直流偏置设置，有助于提高大型设备运行安全，減少了对操作人员的伤害，提高了劳动生产率。本实用新型经飞机试验应用，效果非常好。
图I为本实用新型滤波器结构框图图2为本实用新型滤波器电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。实施例，一种滤波器，包括八阶低通滤波器且通过第一放大器U1、第二放大器U2A与输入端连接，通过第三放大器U3A和浪涌保护装置与输出端连接，输入端、输出端均通过浪涌保护装置接地；第一放大器Ul设有增益档位Wl和第二电位器RW2，增益档位Wl负责档位选择，第二电位器RW2负责不平衡调节，第二放大器U2A设有第一电位器RWl且负责增益调节，第三放大器U3A设有第三电位器RW3且负责偏置调节。八阶低通滤波器包括四个ニ阶滤波器，第一个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中一个RC支路包括第一电阻Rl和第一电容Cl且通过第一电容Cl与第四放大器U4A的2脚、I脚连接，另ー个RC支路包括第二电阻R2和第二电容C2且通过第二电阻R2与第四放大器U4A的3脚连接、通过第二电容C2接地，第四放大器U4A的4脚接15V电压、8脚接+15V电压；第二个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第三电阻R3和第三电容C3且通过第三电容C3与第IV放大器U4B的6脚、7脚连接、通过第三电阻R3与第四放大器U4A的I脚和第一电容Cl连接，另ー个RC支路包括第四电阻R4和第四电容C4且通过第四电阻R4与第IV放大器U4B的5脚连接、通过第四电容C4接地；第三个ニ阶滤波器包括两个RC支路,其中一个RC支路包括第五电阻R5和第五电容C5且通过第五电容C5与第五放大器U5A的2脚、I脚连接、通过第五电阻R5与第IV放大器U4B的7脚和第三电容C3连接，另一个RC支路包括第六电阻R6和第六电容C6且通过第六电阻R6与第五放大器U5A的3脚连接、通过第六电容C6接地，第五放大器U5A的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压；第四个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第七电阻R7和第七电容C7且通过第七电容C7与第V放大器U5B的6脚、7脚连接、通过第七电阻R7与第五放大器U5A的I脚和第五电容C5连接，另ー个RC支路包括第八电阻R8和第八电容C8且通过第八电阻R8与第V放大器U5B的5脚连接、通过第八电容C8接地，第V放大器U5B与转换接线W2连接。 第一放大器Ul的4脚接-15V电压、7脚接+15V电压，I脚与增益档位Wl连接，8脚通过第十一电阻Rll与增益档位Wl连接，5脚与第II放大器U2B的7脚连接，2脚通过第十电阻RlO与功率负输出端连接，3脚通过第九电阻R9与功率正输出端连接，2脚、3脚之间为第九电容C9，功率输入端和功率输出端之间为第一稳压器CRl和第二稳压器CR2并接地；第II放大器U2B的6脚、7脚与第一放大器Ul的5脚连接，第II放大器U2B与第二电位器RW2连接并通过第i^ 一电容Cl I接地，第二电位器RW2通过第十四电阻R14接-IOV电压、通过第十五电阻R15接+15V电压；第一放大器Ul的6脚通过第十二电阻R12与第二放大器U2A的2脚连接，并通过并联的第十电容ClO和第十三电阻R13与第一电位器RWl连接，第一电位器RWl与转换线接W2的I脚引腿W2-1和第一电阻Rl连接，第二放大器U2A的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压，3脚接地，I脚与第一电阻Rl连接。转换接线W2的3脚与第V放大器U5B的7脚连接、I脚通过W2-1与第一电阻R1、第一电位器RWl、第二放大器U2A的I脚连接，5脚接地，转换接线W2的2脚、4脚通过第十六电阻R16与第三放大器U3A的2脚连接、通过并联的第十七电阻R17和第十三电容C13及第三放大器U3A的I脚与功率输出端连接，通过第三稳压ニ极管CR3接地，第三放大器U3A的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压，第三放大器U3A的3脚与第三电位器RW3连接，并通过第十二电容C12接地，第三电位器RW3通过第十八电阻R18接+IOV电压、通过第十九R19接-IOV电压。工作原理I.差分输入单端输出的建立仪表放大器由于其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围等一系列优点，它既能对单端信号又能对差分信号进行放大。采用仪表放大器只需ー个外部电阻就可以设置I至10000之间的任意増益值，内部输入保护能够长期耐受±40V，失调电压低(50μ V)，漂移小(O. 25μ V/°C)，共模抑制比高(G=IOOO时为50dB)。图2中第一放大器Ul为差分放大器，其增益值只用ー个电阻即第十一 Rll就可以设置，转换接线Wi的①-②短接，公式如下K=l+50kQ/Rll(I)公式(I)中的“50kQ”这ー项是第一放大器Ul两个内部反馈电阻的和。2.失调/偏移的修正图2所示为采用第II放大器U2B回路来修正输出偏离电压，调节第二电位器Rw2实现失调/偏移调节。在这个结点上必须使用低电阻来保证良好的共模抑制比，用ー个运算放大器进行缓冲就可以达到这个目的。3.前置放大器图2中差分放大器的输出信号到第十二电阻R12，进入前置放大器即第二放大器U2A 进行反相放大，即Vo/Vi=-(R13+Rwl)/R12第一电位器Rwl用来进行增益微调，第十电容ClO的作用是消除高频干扰。4.八阶低通滤波器图2中低通采用八阶低通滤波器，也就是四个ニ阶低通滤波器回路串联而成，第一个ニ阶低通滤波器拐点频率·[0029]fo= {[I/(R1 XR2XCl XC2) ]1/2[I/(2 π )]}通带增益由于四个ニ阶低通滤波器回路采用射极跟随器，因此通带增益为OdB。5.可调偏置放大器图2中经前置放大器或八阶低通滤波器(调节W2实现)来的信号需放大使输出信号达到用户要求的幅值，同时由于需要叠加直流分量，采用图2所示电路中回路完成。V0=- [Vin*R17/ (R16+R17) -V3] * (R16+R17) /R16由上式可以看出，电路的输出电压与两个输入电压之差成正比，实现了可调偏置运算。调节电阻Rw3可改变输出信号的幅值和直流偏置，在实际电路中我们在此使用了精密电位器，使电路调整更为方便。6.保护功能输入输出端采用了瞬态抑制器保护，可抗1500W峰值脉冲功率1ms。该滤波器采用精密仪表放大器实现差分输入、单端输出，同时增益档位Wl和第二电位器RW2完成増益档位调节和不平衡调节。采用低功耗、低输入失调电压放大器实现前置放大、増益微调节、8阶低通滤波器的设计。采用具有超低谐波失真、低噪声、高増益带宽的高性能音频放大器，实现输出直流偏置可调节的输出放大功能。采用瞬态保护电路，完成输入、输出、供电端的1500W/1MS峰值脉动功率的瞬态保护。内部采用转换接线W2，实现了选择宽频带或滤波后输出。
权利要求1.一种滤波器，其特征在于一种滤波器，包括八阶低通滤波器，所述八阶低通滤波器通过第一放大器(Ul )、第二放大器(U2A)与输入端连接，通过第三放大器(U3A)和浪涌保护装置与输出端连接，所述输入端、输出端均通过浪涌保护装置接地；所述第一放大器(Ul)设有增益档位(Wl)和第二电位器(RW2)，所述增益档位(Wl)负责档位选择，所述第二电位器(RW2)负责不平衡调节，所述第二放大器(U2A)设有第一电位器(RWl)且负责増益调节，所述第三放大器(U3A)设有第三电位器(RW3)且负责偏置调节。
2.如权利要求I所述的滤波器，其特征在于所述八阶低通滤波器包括四个ニ阶滤波器，第一个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第一电阻(Rl)和第一电容(Cl)且通过所述第一电容(Cl)与第四放大器(U4A)的2脚、I脚连接，另ー个RC支路包括第二电阻(R2)和第二电容(C2)且通过第二电阻(R2)与第四放大器(U4A)的3脚连接、通过第二电容(C2)接地，第四放大器(U4A)的4脚接15V电压、8脚接+15V电压；第二个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第三电阻(R3)和第三电容(C3)且通过所述第三电容(C3)与第IV放大器(U4B)的6脚、7脚连接、通过第三电阻(R3)与第四放大器(U4A)的I脚和第一电容(Cl)连接，另ー个RC支路包括第四电阻(R4)和第四电容(C4)且通过第 四电阻(R4)与第IV放大器(U4B)的5脚连接、通过第四电容(C4)接地；第三个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第五电阻(R5)和第五电容(C5)且通过所述第五电容(C5)与第五放大器(U5A)的2脚、I脚连接、通过第五电阻(R5)与第IV放大器(U4B)的7脚和第三电容(C3)连接，另ー个RC支路包括第六电阻(R6)和第六电容(C6)且通过第六电阻(R6)与第五放大器(U5A)的3脚连接、通过第六电容(C6)接地,第五放大器(U5A)的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压；第四个ニ阶滤波器包括两个RC支路，其中ー个RC支路包括第七电阻(R7)和第七电容(C7)且通过所述第七电容(C7)与第V放大器(U5B)的6脚、7脚连接、通过第七电阻(R7)与第五放大器(U5A)的I脚和第五电容(C5)连接，另ー个RC支路包括第八电阻(R8)和第八电容(CS)且通过第八电阻(R8)与第V放大器(U5B)的5脚连接、通过第八电容(C8)接地，所述第V放大器(U5B)与转换接线(W2)连接。
3.如权利要求2所述的滤波器，其特征在于所述第一放大器(Ul)的4脚接-15V电压、7脚接+15V电压，I脚与增益档位(Wl)连接，8脚通过第i^一电阻(RlI)与增益档位(Wl)连接，5脚与第II放大器(U2B)的7脚连接，2脚通过第十电阻(RlO)与功率负输出端连接，3脚通过第九电阻(R9)与功率正输出端连接，2脚、3脚之间为第九电容(C9)，功率输入端和功率输出端之间为第一稳压器(CRl)和第二稳压器(CR2)并接地；第II放大器(U2B)的6脚、7脚与第一放大器(Ul)的5脚连接，第II放大器(U2B)与第二电位器(RW2)连接并通过第i^一电容(Cll)接地，第二电位器(RW2)通过第十四电阻(R14)接-IOV电压、通过第十五电阻(R15)接+15V电压；；所述第一放大器(Ul)的6脚通过第十二电阻(R12)与第二放大器(U2A)的2脚连接，并通过并联的第十电容(ClO)和第十三电阻(R13)与第一电位器(RWl)连接，所述第一电位器(RWl)与转换线接W2的I脚引腿W2-1和所述第一电阻(Rl)连接，第二放大器(U2A)的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压，3脚接地，I脚与所述第一电阻(Rl)连接。
4.如权利要求2或3所述的滤波器，其特征在于所述转换接线W2的3脚与第V放大器(U5B)的7脚连接、I脚通过W2-1与第一电阻(R1)、第一电位器(RW1)、第二放大器(U2A)的I脚连接，5脚接地，所述转换接线(W2)的2脚、4脚通过第十六电阻(R16)与第三放大器(U3A)的2脚连接、通过并联的第十七电阻(R17)和第十三电容(C13)及第三放大器(U3A )的I脚与功率输出端连接，通过第三稳压ニ极管(CR3)接地，所述第三放大器(U3A)的4脚接-15V电压、8脚接+15V电压，所述第三放大器(U3A)的3脚与第三电位器(RW3)连接，并通过第十二电容(C12)接地，第三电位器(RW3)通过第十八电阻(R18)接+IOV电压、通过第十九(R19)接-IOV电压。
专利摘要一种滤波器，其特征在于包括八阶低通滤波器，所述八阶低通滤波器通过第一放大器U1、第二放大器U2A与输入端连接，通过第三放大器U3A和浪涌保护装置与输出端连接，所述输入端、输出端均通过浪涌保护装置接地；所述第一放大器U1设有增益档位W1和第二电位器RW2，所述增益档位W1负责档位选择，所述第二电位器RW2负责不平衡调节，所述第二放大器U2A设有第一电位器RW1且负责增益调节，所述第三放大器U3A设有第三电位器RW3且负责偏置调节。本实用新型同时实现了零位调节校准和输出直流偏置设置，有助于提高大型设备运行安全，减少了对操作人员的伤害，提高了劳动生产率。本实用新型经飞机试验应用，效果非常好。
文档编号H03F3/45GK202652162SQ20122028678
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者张 杰, 霰军宪, 刘创军, 赵锋利 申请人:陕西三恒电子科技有限公司