一种可编程有源带通滤波放大电路的制作方法
【专利说明】一种可编程有源带通滤波放大电路
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种可编程有源带通滤波放大电路，属于电路技术领域。
【背景技术】
[0003]有源带通滤波放大电路是信号处理的重要电子单元。该电路主要由有源带通滤波电路单元和放大器电路单元组成，实现信号的带通滤波和放大功能。传统的有源带通滤波放大电路由多电源输入、多个运算放大器组成，设计结构复杂。
【发明内容】
[0004]本发明的目的:本发明提供一种可编程有源带通滤波放大电路，可由单电源供电，实现输入信号的带通滤波和放大，且输出信号具有直流分量。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:
一种可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，包括电平转换单元、前置放大电路单元和滤波放大电路单元；
电平转换单元将输入的电源电压转换后输出一直流电压分量；
电平转换单元输出的直流电压分量添加至前置放大电路单元的输入信号中，经前置放大电路单元放大，输出具有直流电压分量的初步放大信号；
再通过滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路，输出经带通滤波和放大后的具有直流分量的输出信号。
[0006]4阶有源带通滤波放大电路包括MAX274芯片和与MAX274芯片对应编程引脚连接的8个可编程电阻，实现2kHz?120kHz的有源滤波。
[0007]电平转换单元将输入的+12V电源电压分压后通过运算放大器输出直流电压分量+4.8V电压。
[0008]前置放大电路单元将输入信号fin进行初步放大，并为信号添加电平转换单元输出的直流电压分量+4.8V，经放大后产生输出信号fo。
[0009]输入信号fin经电容C22、第九电阻Rl 19输入至运算放大器的反相输入端，电平转换单元输出的直流电压分量+4.8V输入至运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端输出为输出信号fo ;运算放大器的输出端经第八电阻R118反馈至运算放大器的反相输入端。
[0010]滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路组成两个带通滤波器，分别实现2kHz?30kHz和70kHz?120kHz的4阶带通滤波放大。
[0011]本发明创造的优点以及达到的效果:
(I)单电源工作。
[0012]系统使用单电源工作，用于为信号添加直流分量的电压由电平转换单元产生，故避免了多个外接电源的引入，简化系统设计。
[0013](2)可编程带通滤波。
[0014]单个4阶有源带通滤波放大电路由MAX274中2个2阶有源滤波器和8个可编程电阻等组成，可根据不同的需求实现2kHz?120kHz的有源带通滤波。带通滤波放大信号的中心频率、转折频率、Q值和放大倍数等由编程电阻决定，便于调节，使用更为灵活。
[0015](3)信号增益便于调节。
[0016]前置放大电路单元对信号的放大倍数为Afi，滤波放大电路对信号的放大倍数为Af2,因此系统输出信号总增益为Af= AF1+AF2。
[0017]Afi可通过电阻R119进行调节，Af2可通过编程电阻进行调节，且调节Afi更为便捷。
【附图说明】
[0018]图1系统硬件框架；
图2电平转换单元；
图3前置放大电路单元；
图4滤波放大电路单元。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0020]配合本发明实现的硬件系统如图1所示。系统主要由电平转换单元、前置放大电路单元和滤波放大电路单元组成。其中电平转换单元的输出电压为输入至前置放大电路单元中的输入信号添加直流分量，经前置放大电路单元放大输出具有直流分量的初步放大信号，再通过滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路，输出经带通滤波和放大后的具有直流分量的信号。4阶有源带通滤波放大电路由MAX274和8个可编程电阻组成，可实现2kHz?120kHz的有源滤波。
[0021 ] 各个功能电路的设计过程详细论述如下。
[0022](I)电平转换单元
电平转换单元将+12V电源电压分压后通过运算放大器TLE2074输出稳定的+4.8V电压，为输入信号提供直流分量。运算放大器用作电压跟随器，因此输出电压受后级电路的影响小，输出稳定。其具体电路如图2所示，+12V电源电压经电阻R116、R117分压后连接至运算放大器NIIA的同相输入端，运算放大器NIIA的输出端与其反相输入端连接，运算放大器NllA的输出端经电阻R115及电容C21、C19滤波后，输出稳定的+4.8V电压。
[0023]( 2 )前置放大电路单元
前置放大电路单元是将输入信号fin进行初步放大，并为信号添加电平转换单元输出的直流分量+4.8V,输出信号fo。其电路如图3所示，输入信号fin经电容C22、电阻Rl 19输入至运算放大器N9A的反相输入端，电平转换单元输出的电压即直流分量+4.8V输入至运算放大器N9A的同相输入端，运算放大器N9A的输出端输出为输出信号fo。运算放大器N9A的输出端经电阻R118反馈至其反相输入端。信号的放大倍数为Ao = (R118/R119)dB。
[0024]本实施例中，运算放大器NI 1A、运算放大器N9A均采用TLE2074。
[0025]( 3 )滤波放大电路单元
该电路单元由8阶连续时间有源滤波器MAX274和编程电阻等组成两个带通滤波器，分别实现2kHz?30kHz和70kHz?120kHz的4阶带通滤波放大。MAX274为8阶连续时间有源滤波器，包含4个2阶有源滤波器A、B、C、Do因此该电路单元中，2kHz?30kHz带通滤波器由滤波器A、B和编程电阻R128?R135组成，70kHz?120kHz带通滤波器由滤波器C、D和编程电阻Rl20?Rl27组成，如图4所示。
[0026]可根据不同的需求实现2kHz?120kHz的有源带通滤波，其中心频率、转折频率、Q值和放大倍数等由编程电阻决定，便于调节。如图4所示，信号foutl为2kHz?30kHz带通滤波放大后的输出信号，增益Aol约为20dB，直流分量为+4.8V ;信号fout2为70kHz?120kHz带通滤波放大后的输出信号，增益Ao2约为20dB，直流分量为+4.8V。
[0027]输出信号foutl的总放大倍数为Aoutl=Ao+Aol>40dB，输出信号fout2的总放大倍数为 Aout2=Ao+Ao2>40dB。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，包括电平转换单元、前置放大电路单元和滤波放大电路单元； 电平转换单元将输入的电源电压转换后输出一直流电压分量； 电平转换单元输出的直流电压分量添加至前置放大电路单元的输入信号中，经前置放大电路单元放大，输出具有直流电压分量的初步放大信号； 再通过滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路，输出经带通滤波和放大后的具有直流分量的输出信号。2.根据权利要求1所述的可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，4阶有源带通滤波放大电路包括MAX274芯片和与MAX274芯片对应编程引脚连接的8个可编程电阻，实现2kHz?120kHz的有源滤波。3.根据权利要求1所述的可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，电平转换单元将输入的+12V电源电压分压后通过运算放大器输出直流电压分量+4.8V电压。4.根据权利要求1或3所述的可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，前置放大电路单元将输入信号fin进行初步放大，并为信号添加电平转换单元输出的直流电压分量+4.8V，经放大后产生输出信号fo。5.根据权利要求4所述的可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，输入信号fin经电容、第九电阻输入至运算放大器的反相输入端，电平转换单元输出的直流电压分量+4.8V输入至运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端输出为输出信号fo ;运算放大器的输出端经第八电阻反馈至运算放大器的反相输入端。6.根据权利要求1或2所述的可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路组成两个带通滤波器，分别实现2kHz?30kHz和70kHz?120kHz的4阶带通滤波放大。
【专利摘要】本发明公开了一种可编程有源带通滤波放大电路，包括电平转换单元、前置放大电路单元和滤波放大电路单元；电平转换单元将输入的电源电压转换后输出一直流电压分量；电平转换单元输出的直流电压分量添加至前置放大电路单元的输入信号中，经前置放大电路单元放大，输出具有直流电压分量的初步放大信号；再通过滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路，输出经带通滤波和放大后的具有直流分量的输出信号。本发明的电路可由单电源供电，实现了输入信号的带通滤波和放大，通过可编程带通滤波，便于调节，使用灵活；信号增益便于调节；且输出信号具有直流分量。
【IPC分类】H03H17/02
【公开号】CN104993806
【申请号】CN201510501225
【发明人】鲁争艳, 于春香, 金肖依, 杨侃
【申请人】中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年8月14日