一种低频微弱小信号放大电路的制作方法

本发明属于信号放大电路技术领域，尤其是涉及一种低频微弱小信号放大电路。

背景技术：

通常自然界所遇到的信号均为模拟信号，它在幅值域内和时间域内都是连续的，模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化，例如广播的声音信号，电视的图像信号等。

模拟信号的主要优点是其精确的分辨率，在理想情况下，它具有无穷大的分辨率。与数字信号相比，模拟信号的信息密度更高。由于不存在量化误差，它可以对自然界物理量的真实值进行尽可能逼近的描述。

但生活中的模拟信号相对较为微弱，不易被采集分析，该发明主要功能是放大不易采集的低频微弱信号，使它达到足够的功率电平，便于研究人员对低频模拟信号进行采集分析，以提高设备所能接受的灵敏度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种低频微弱小信号放大电路，以解决现有的对低频微弱信号不易采集，精度较差的情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种低频微弱小信号放大电路，包括一个以上的信号采集通道，每个信号采集通道对应设有用于采集信号的传感器、以及传感器连接的信号放大单元，每个采集通道的信号放大单元的信号放大倍数都不相同；

将每个信号采集通道的信号放大单元的数据进行汇总，通过数据线上传至上位机；

每个所述信号放大单元包括用于供电的供电电路、衰减器、多级信号放大电路，传感器的信号输出端连接衰减器的信号输入端，衰减器的信号输出端连接多级信号放大电路。

进一步的，包括三个信号采集通道。

进一步的，所述多级信号放大电路包括依次串联的一级信号放大电路、二级信号放大电路、三级信号放大电路，所述衰减器的信号输出端连接一级信号放大电路的信号输入端；

将经三级放大后的信号进行汇总，通过数据线将放大后的数字信号上传给上位机。

进一步的，所述衰减器包括运算放大器u11，所述运算放大器u11的正向输入端为信号输入端，信号输入端的连接线上串联有电阻r11，该连接线还设有接电线，接地线上串联有电阻r12和可变电阻rp1，所述电阻r12和可变电阻rp1还并联有电容c11；

运算放大器u11的反向输入端与信号输出端短接；

运算放大器u11的正电端通过供电电路提供+5v电压，运算放大器u11的负电端通过供电电路提供-5v电压。

进一步的，所述一级信号放大电路包括运算放大器u12,所述衰减器的信号输出端连接电容c12，电容c12的另一端分为两路，一路通过连接线连接运算放大器u12的同向输入端，该连接线上还串联有电阻r14和电阻r15，电阻r14和电阻r15之间还设有接地线；

另一路通过电阻r13连接运算放大器u12的反向输入端，运算放大器u12的反向输入端与运算放大器u12的信号输入端通过连接线连接，连接线的其中一个连接点设置在电阻r13与反向输入端之间，该连接线上串联有电阻r16，电阻r16还并联有电熔c13。

进一步的，所述二级信号放大电路包括运算放大器u13,所述一级信号放大电路的信号输出端连接电容c14，电容c14的另一端分为两路，一路通过连接线连接运算放大器u13的同向输入端，该连接线上还串联有电阻r18和电阻r19，电阻r18和电阻r19之间还设有接地线；

另一路通过电阻r17连接运算放大器u13的反向输入端，运算放大器u13的反向输入端与运算放大器u13的信号输入端通过连接线连接，连接线的其中一个连接点设置在电阻r17与反向输入端之间，该连接线上串联有电阻r110，电阻r110还并联有电熔c15。

进一步的，所述三级信号放大电路包括运算放大器u14,所述二级信号放大电路的信号输出端连接电容c16，电容c16的另一端分为两路，一路通过连接线连接运算放大器u14的同向输入端，该连接线上还串联有电阻r112和电阻r113，电阻r112和电阻r113之间还设有接地线；

另一路通过电阻r111连接运算放大器u14的反向输入端，运算放大器u14的反向输入端与运算放大器u14的信号输入端通过连接线连接，连接线的其中一个连接点设置在电阻r111与反向输入端之间，该连接线上串联有电阻r114，电阻r114还并联有电熔c17。

进一步的，所述供电电路包括两个转换电路，其中一个转换电路通过mc7805act稳压器将适配器的12v直流电压转换为+5v直流电压，为衰减器和多级信号放大电路提供+5v电压；

另一路转换电路通过max860esa将+5v转换为-5v，为衰减器和多级信号放大电路提供-5v电压。

进一步的，所述衰减器和多级信号放大电路都采用adop07cr芯片。

相对于现有技术，本发明所述的低频微弱小信号放大电路具有以下优势：

本发明所述的低频微弱小信号放大电路采集信号稳定，不受环境因素的限制；成本远小于进口设备，类似的设备在国内研究较少；适应场合多，能得到合理有效的应用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的低频微弱小信号放大电路整体电路图；

图2为本发明实施例所述的信号放大单元电路图；

图3为本发明实施例所述的供电电路的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种低频微弱小信号放大电路，包括一个以上的信号采集通道，每个信号采集通道对应设有用于采集信号的传感器、以及传感器连接的信号放大单元，每个采集通道的信号放大单元的信号放大倍数都不相同；

将每个信号采集通道的信号放大单元的数据进行汇总，通过数据线上传至上位机；

每个所述信号放大单元包括用于供电的供电电路、衰减器、多级信号放大电路，传感器的信号输出端连接衰减器的信号输入端，衰减器的信号输出端连接多级信号放大电路。每个信号放大单元的电路结构都相同，通过调节电阻的阻值，使每个信号放大单元的信号放大倍数不相同。

低频信号放大电路总共包括三个信号采集通道。所述多级信号放大电路包括依次串联的一级信号放大电路、二级信号放大电路、三级信号放大电路，所述衰减器的信号输出端连接一级信号放大电路的信号输入端；

将经三级放大后的信号进行汇总，通过数据线将放大后的数字信号上传给上位机。

由于每个信号放大单元的电路结构都相同，并且每个信号放大单元都包括四个运算放大器，所以电路中的运算放大器和电容、电阻的编号都依次类推，第一个信号放大单元的运算放大器的编号采用u1开头，电阻采用r1开头，电容采用c1开头，第二个信号放大单元内的运算放大器采用u2开头，电阻采用r2开头，电容采用c2开头，等依次类推，要说明的是权利要求书和说明书中的元件编号，相较于说明书附图少了“-”，例如u1-1,在说明书和权利要求书中用u11表示。

第一信号放大单元中，所述衰减器包括运算放大器u11，所述运算放大器u11的正向输入端为信号输入端，信号输入端的连接线上串联有电阻r11，该连接线还设有接电线，接地线上串联有电阻r12和可变电阻rp1，所述电阻r12和可变电阻rp1还并联有电容c11；

运算放大器u11的反向输入端与信号输出端短接；

运算放大器u11的正电端通过供电电路提供+5v电压，运算放大器u11的负电端通过供电电路提供-5v电压。

所述一级信号放大电路包括运算放大器u12,所述衰减器的信号输出端连接电容c12，电容c12的另一端分为两路，一路通过连接线连接运算放大器u12的同向输入端，该连接线上还串联有电阻r14和电阻r15，电阻r14和电阻r15之间还设有接地线；

另一路通过电阻r13连接运算放大器u12的反向输入端，运算放大器u12的反向输入端与运算放大器u12的信号输入端通过连接线连接，连接线的其中一个连接点设置在电阻r13与反向输入端之间，该连接线上串联有电阻r16，电阻r16还并联有电熔c13。

所述二级信号放大电路包括运算放大器u13,所述一级信号放大电路的信号输出端连接电容c14，电容c14的另一端分为两路，一路通过连接线连接运算放大器u13的同向输入端，该连接线上还串联有电阻r18和电阻r19，电阻r18和电阻r19之间还设有接地线；

另一路通过电阻r17连接运算放大器u13的反向输入端，运算放大器u13的反向输入端与运算放大器u13的信号输入端通过连接线连接，连接线的其中一个连接点设置在电阻r17与反向输入端之间，该连接线上串联有电阻r110，电阻r110还并联有电熔c15。

所述三级信号放大电路包括运算放大器u14,所述二级信号放大电路的信号输出端连接电容c16，电容c16的另一端分为两路，一路通过连接线连接运算放大器u14的同向输入端，该连接线上还串联有电阻r112和电阻r113，电阻r112和电阻r113之间还设有接地线；

另一路通过电阻r111连接运算放大器u14的反向输入端，运算放大器u14的反向输入端与运算放大器u14的信号输入端通过连接线连接，连接线的其中一个连接点设置在电阻r111与反向输入端之间，该连接线上串联有电阻r114，电阻r114还并联有电熔c17。

如图2所示，in1为一号传感器信号输入端，u1-1为衰减器，通过调节rp1的阻值可以随时改变电路的信号放大倍数，u1-2、u1-3、u1-4为放大器，通过改变r1-6、r1-5、r1-10、r1-9、r1-14、r1-13的电阻阻值，调节r1-6/r1-5、r1-10/r9、r1-14/r1-13的比值，从而改变放大电路放大倍数。通过调节r1-6/r1-5、r1-10/r1-9、r1-14/r1-13比值，就可以让被放大的低频微弱小信号在最大程度上进行不失真的调节，做到能随时改变放大倍数，以应变不同输入的信号的差异，以保证采集的准确性和高效性。

上述都为第一信号放大单元的部件和编号，第二信号放大单元和第三信号放大单元都与第一信号放大单元的结构相同，编号依次类推。

如图3所示，所述供电电路包括两个转换电路，其中一个转换电路通过mc7805act稳压器将适配器的12v直流电压转换为+5v直流电压，为衰减器和多级信号放大电路提供+5v电压；

另一路转换电路通过max860esa将+5v转换为-5v，为衰减器和多级信号放大电路提供-5v电压。所述衰减器和多级信号放大电路的运算放大器都采用adop07cr芯片。运算放大器的正电端都接+5v直流电压，负电端都接-5v电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。