一种微弱信号处理电路的制作方法

本发明涉及放大电路，具体地说，涉及一种微弱信号处理电路。

背景技术：

1、在微弱信号处理技术领域，传统微弱信号处理电路难以兼具高输入阻抗、低噪声、高增益、抗干扰能力强、体积小、重量轻的等优点。

技术实现思路

1、本发明针对现有的微弱信号处理电路难以兼具高输入阻抗、低噪声、高增益、抗干扰能力强、体积小、重量轻的优点的问题，提出一种微弱信号处理电路，通过设置输入滤波单元滤波处理输入的微弱信号并调节电路检测灵敏度；通过设置并联高阻放大单元阻抗变换及放大滤波调节后的微弱信号得到电压信号；通过设置滤波放大单元滤波放大电压信号，输出滤波放大后的电压信号；采用高阻放大电路的方式进行微弱信号前级阻抗变换及放大，提高了处理电路的输入阻抗和增益，减小了噪声。

2、本发明具体实现内容如下：

3、一种微弱信号处理电路，包括输入滤波单元、并联高阻放大单元、滤波放大单元；

4、所述输入滤波单元的输入端输入微弱信号，输出端与所述并联高阻放大单元的输入端连接；所述滤波放大单元的输入端与所述并联高阻放大单元的输出端连接，所述滤波放大单元的输出端输出滤波放大后的电压信号；

5、所述输入滤波单元，用于滤波处理输入的微弱信号，并调节电路检测灵敏度；

6、所述并联高阻放大单元，用于阻抗变换及放大滤波调节后的微弱信号，得到电压信号；

7、所述滤波放大单元，用于滤波放大所述电压信号，输出滤波放大后的电压信号。

8、为了更好地实现本发明，进一步地，所述滤波放大单元包括第一四阶有源低通滤波单元、第一放大单元、第二四阶有源低通滤波单元、第二放大单元、二阶有源低通滤波单元；

9、所述第一四阶有源低通滤波单元的输入端与所述并联高阻放大单元的输出端连接，所述第一四阶有源低通滤波单元的输出端与所述第一放大单元的输入端；

10、所述第二四阶有源低通滤波单元的输入端与所述第一放大单元的输出端连接，所述第二四阶有源低通滤波单元的输出端与所述第二放大单元的输入端连接；

11、所述二阶有源低通滤波单元的输入端与所述第二放大单元的输出端连接，所述二阶有源低通滤波单元的输出端输出滤波放大后的电压信号。

12、为了更好地实现本发明，进一步地，所述输入滤波单元包括电阻r1、电阻r2、电容c1；

13、所述电阻r1的输入端输入微弱信号，输出端与所述并联高阻放大单元的输入端连接；

14、所述电容c1的一端搭接在所述电阻r1的输出端与所述并联高阻放大单元的输入端之间，另一端与地端连接；

15、所述电阻r2的一端搭接在所述电容c1与所述并联高阻放大单元的输入端之间，另一端搭接在所述电容c1与地端之间。

16、为了更好地实现本发明，进一步地，所述并联高阻放大单元包括放大器u1、放大器u2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、滤波电容c2、滤波电容c3、滤波电容c4、滤波电容c5、隔直电容c6；

17、所述放大器u1的第一端与所述电阻r1的输出端连接，所述放大器u1的第二端、所述放大器u1的第七端与地端连接，所述放大器u1的第五端与电源vcc+连接，所述放大器u1的第四端与电源vcc-连接，所述放大器u1的第八端搭接在所述电阻r3与所述电阻r4之间，所述放大器u1的第六端与所述隔直电容c6连接；

18、所述电阻r4的一端与接地的所述电阻r3连接，另一端搭接在所述放大器u1的第六端与所述隔直电容c6之间；

19、所述滤波电容c2的一端搭接在所述放大器u1的第五端与电源vcc+之间，另一端与地端连接；

20、所述滤波电容c3的一端搭接在所述放大器u1的第四端与电源vcc-之间，另一端与地端连接；

21、所述放大器u2的第一端搭接在所述放大器u1的第一端与所述电阻r1的输出端之间，所述放大器u2的第二端、所述放大器u2的第七端与地端连接，所述放大器u2的第八端搭接在所述电阻r5与所述电阻r6之间，所述放大器u2的第四端与电源vcc-连接，所述放大器u2的第五端与电源vcc+连接，所述放大器u2的第六端搭接在所述电阻r4与所述隔直电容c6之间；

22、所述电阻r6的一端与接地的所述电阻r5连接，另一端搭接在所述放大器u2的第六端与所述隔直电容c6之间；

23、所述滤波电容c5的一端搭接在所述放大器u2的第五端与电源vcc+之间，另一端与地端连接；

24、所述滤波电容c4的一端搭接在所述放大器u2的第四端与电源vcc-之间，另一端与地端连接。

25、为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一四阶有源低通滤波单元包括电压比较器u3a、电压比较器u3b、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、滤波电容c7、滤波电容c8、滤波电容c9、滤波电容c10、滤波电容c11、滤波电容c12、隔直电容c13；

26、所述电压比较器u3a的第三端与所述电阻r8的输出端连接，所述电压比较器u3a的第二端搭接在所述电阻r9与所述电阻r10之间，所述电压比较器u3a的第八端与电源vcc+连接，所述电压比较器u3a的第一端与所述电阻r11的输入端连接；

27、所述电阻r7的输入端与所述隔直电容c6的输出端连接，所述电阻r7的输出端与所述电阻r8的输入端连接；

28、所述滤波电容c9的输入端搭接在所述电阻r8的输出端与所述电压比较器u3a的第三端之间，所述滤波电容c9的输出端与地端连接；

29、所述电阻r10的一端与接地的所述电阻r9连接，另一端搭接在所述电压比较器u3a的第一端与所述电阻r11的输入端之间；

30、所述滤波电容c7的一端搭接在所述电阻r7的输出端与所述电阻r8的输入端之间，另一端搭接在所述电压比较器u3a的第一端与所述电阻r11的输入端之间；

31、所述滤波电容c8的一端搭接在所述电压比较器u3a的第八端与电源vcc+之间，另一端与地端连接；

32、所述电压比较器u3b的第五端与所述电阻r12的输出端连接，所述电压比较器u3b的第六端搭接在所述电阻r13与所述电阻r14之间，所述电压比较器u3b的第四端与电源vcc-连接，所述电压比较器u3b的第七端与所述隔直电容c13的输入端连接；

33、所述电阻r11的输入端与所述电压比较器u3a的第一端连接，所述电阻r11的输出端与所述电阻r12的输入端连接；

34、所述滤波电容c11的输入端搭接在所述电阻r12的输出端与所述电压比较器u3b的第五端之间，所述滤波电容c11的输出端与地端连接；

35、所述电阻r14的一端与接地的所述电阻r13连接，另一端搭接在所述电压比较器u3b的第七端与所述隔直电容c13的输入端之间；

36、所述滤波电容c12的一端搭接在所述电压比较器u3b的第四端与电源vcc-之间，另一端与地端连接；

37、所述隔直电容c13的输出端与所述第一放大单元的输入端连接。

38、为了更好地实现本发明，进一步地，所述第一放大单元包括电阻r15、电阻r16、滤波电容c14、隔直电容c15、电压比较器u4a；

39、所述电压比较器u4a的第二端与所述电阻r15的输出端连接，所述电压比较器u4a的第三端与地端连接，所述电压比较器u4a的第八端与电源vcc+连接，所述电压比较器u4a的第一端与所述隔直电容c15的输入端连接；

40、所述电阻r15的输入端与所述隔直电容c13的输出端连接；

41、所述电阻r16的一端搭接在所述电阻r15的输出端与所述电压比较器u4a的第二端之间，另一端搭接在所述电压比较器u4a的第一端与所述隔直电容c15的输入端之间；

42、所述滤波电容c14的一端搭接在所述电压比较器u4a的第八端与电源vcc+之间，另一端与地端连接；

43、所述隔直电容c15的输出端与所述第二四阶有源低通滤波单元的输入端连接。

44、为了更好地实现本发明，进一步地，所述第二四阶有源低通滤波单元包括包括电阻r17、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、滤波电容c16、滤波电容c17、滤波电容c18、滤波电容c19、滤波电容c20、滤波电容c21、隔直电容c22、电压比较器u4b、电压比较器u5a；

45、所述电压比较器u4b的第五端与所述电阻r18的输出端连接，所述电压比较器u4b的第六端搭接在所述电阻r19与所述电阻r20之间，所述电压比较器u4b的第四端与电源vcc-连接，所述电压比较器u4b的第七端与所述电阻r21的输入端连接；

46、所述电阻r17的输入端与所述隔直电容c15的输出端连接，所述电阻r17的输出端与所述电阻r18的输入端连接；

47、所述滤波电容c17的一端搭接在所述电阻r18的输出端与所述电压比较器u4b的第五端之间，另一端与地端连接；

48、所述电阻r20的一端与接地的所述电阻r19连接，另一端搭接在所述电压比较器u4b的第七端与所述电阻r21的输入端之间；

49、所述滤波电容c18的输入端搭接在电压比较器u4b的第四端与电源vcc-之间，另一端与地端连接；

50、所述电压比较器u5a的第三端与所述电阻r22的输出端连接，所述电压比较器u5a的第二端搭接在所述电阻r23与所述电阻r24之间，所述电压比较器u5a的第八端与电源vcc+连接，所述电压比较器u5a的第一端与所述隔直电容c22的输入端连接；

51、所述电阻r21的输入端与所述电压比较器u4b的第七端连接，所述电阻r21的输出端与所述电阻r22的输入端连接；

52、所述滤波电容c20的一端搭接在所述电阻r22的输出端与所述电压比较器u5a的第三端之间，另一端与地端连接；

53、所述电阻r24的一端与接地的所述电阻r23连接，另一端搭接在所述电压比较器u5a的第一端与所述隔直电容c22的输入端之间；

54、所述隔直电容c22的输出端与所述第二放大单元的输入端连接。

55、为了更好地实现本发明，进一步地，所述第二放大单元包括电阻r25、电阻r26、电压比较器u5b、滤波电容c23；

56、所述电压比较器u5b的第六端与所述电阻r25的输出端连接，所述电压比较器u5b的第五端与地端连接，所述电压比较器u5b的第四端与电源vcc-连接，所述电压比较器u5b的第七端与所述二阶有源低通滤波单元的输入端连接；

57、所述电阻r25的输入端与所述隔直电容c22的输出端连接；

58、所述电阻r26的一端搭接在所述电阻r25的输出端与所述电压比较器u5b的第六端之间，另一端搭接在所述电压比较器u5b的第七端与所述二阶有源低通滤波单元的输入端之间；

59、所述滤波电容c23的一端搭接在所述电压比较器u5b的第四端与电源vcc-之间，另一端与地端连接。

60、为了更好地实现本发明，进一步地，所述二阶有源低通滤波单元包括电阻r27、电阻r28、电阻r29、电阻r30、电阻r31、滤波电容c24、滤波电容c25、滤波电容c26、隔直电容c27、电压比较器u6a；

61、所述电压比较器u6a的第三端与所述电阻r28的输出端连接，所述电压比较器u6a的第二端搭接在所述电阻r29与所述电阻r30之间，所述电压比较器u6a的第八端与电源vcc+连接，所述电压比较器u6a的第一端与所述电容c27的输入端；

62、所述电阻r27的输入端与所述电压比较器u5b的第七端连接，所述电阻r27的输出端与所述电阻r28的输入端连接；

63、所述滤波电容c25的输入端搭接在所述电阻r28的输出端与所述电压比较器u6a的第三端之间，所述滤波电容c25的输出端与地端连接；

64、所述滤波电容c24的一端搭接在所述电阻r27的输出端与所述电阻r28的输入端之间，另一端搭接在所述电压比较器u6a的第一端与所述隔直电容c27的输入端之间；

65、所述电阻r30的一端与接地的所述电阻r29连接，另一端搭接在所述电压比较器u6a的第一端与所述隔直电容c27的输入端之间；

66、所述滤波电容c26的输入端搭接在所述电压比较器u6a的第八端与电源vcc+之间，所述滤波电容c26的输出端与地端连接；

67、所述电阻r31的一端与所述隔直电容c27的输出端连接，另一端与地端连接。

68、本发明具有以下有益效果：

69、（1）本发明采用高阻放大电路的方式进行微弱信号前级阻抗变换及放大，较单个高阻放大电路具有低噪声、低偏置电流等优点。

70、（2）本发明高阻放大器采用ada4530-1，具有高输入阻抗、低偏置电流、温漂小、集成度高、体积小、重量轻等优点。

71、（3）本发明采用了共十阶有源低通滤波电路，滤波器为巴特沃斯滤波器，其通频带内的频率相应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，负载效应不明显，滤波效果好，本发明电路抗干扰能力极强。

72、（4）本发明采用多级放大，包括并联高阻放大、十阶有源低通滤波电路适度放大、两级主放大电路，具有高增益的特点，增益可达130db以上。