用于微弱交流电压信号的精密整流电路设计课设.doc

目录 第一章 摘要………………………………………………………………………………2 第二章 用于微弱交流电压信号的精密整流电路设计原理……………………………2 2.1 设计意义 …………………………………………………………………………2 2.2 理论分析与设计 …………………………………………………………………3 2.2.1 精密整流电路 ………………………………………………………………3 2.2.2 单位增益KRC滤波器 ……………………………………………………5 2.2.3 加偏置电压电路 ……………………………………………………………6 2.3 参数计算 …………………………………………………………………………7 第三章 用于微弱交流电压信号的精密整流电路仿真 ………………………………9 3.1 multisim 仿真原理图 …………………………………………………………9 3.2 multisim 仿真结果 ……………………………………………………………10 第四章 用于微弱交流电压信号的精密整流电路设计结论……………………………12 第五章 心得体会…………………………………………………………………………12 参考文献 …………………………………………………………………………………13 第一章 摘要 本说明书介绍了一种用于微弱交流电压信号的精密整流电路的设计与仿真过程。简要地介绍了全波整流器、四阶低通滤波器和偏置电压电路的设计意义和设计原理，设计采用从整体到部分的方法，先画出总体框图，再对每一个部分进行详细的分析与设计。然后，该说明书详细地介绍了该整流放大电路的参数计算，通过multisim的仿真与测试，记录和分析了该整流放大电路的工作特性，论证了该电路的可行性。 关键字：运算放大器；全波整流；低通滤波；仿真 第二章 用于微弱交流电压信号的精密整流电路设计原理 2.1 设计意义 当代，由于各类传感器输出的信号多为微弱的电压信号，而测量仪器需要将这些微弱的电压信号经放入A/D转换器供计算机处理。因此该仪器中微弱信号放大器的精度、稳定度的高低直接关系到仪器性能的好坏 因此有必要对微弱交流电信号进行精密整流。本文介绍的用于微弱交流电压信号的精密整流电路能对这种微弱信号进行放大、全波整流和滤波成直流信号的电路，灵敏度较高，基本满足了检测要求。 2.2 理论分析与设计 电路设计采用三个部分，其理论设计框图如图1.1所示： 图1 理论设计框图 2.2.1 精密整流电路 作用：将交流信号进行整流 原理分析：运算放大器配上二极管可组成精密的非线性电路。普通非线性二级管电路受二极管正向压降、非线性伏安特性和温度的影响，误差很大。把二极管置于运算放大器的反馈回路中，就能大大削弱这种影响，提高非线性电路的精度。精密全波整流电路是基于半波整流器的工作原理设计出来的，具体工作原理如下： 1.半波整流器 (1) : 正的输入使导通，因此在环运算放大器产生一个负反馈。利用虚地原理可得=0。这表明将运算放大器的输出箝位在。另外，截止，因此没有电流流过， (2) ：负的输入使运算放大器的输出为正，导通。这样得到另一条经过和的负反馈通路，它仍能确保。显然，此时截止，因此从运算放大器流出，流向的电流等于v1从R1处吸收的电流，或。由此可得。另外， 图 2 半波整流器 可将电路的特性总结成： =0， 0 （1） = -（R2/R1） 0 （2） 当v时，运算放大器输出比高了一个二极管的压降；然而，当=0时，被箝制在-0.7V，即在线性区。因此，与饱和相关延迟的消除和输出电压摆动的降低大大改善了动态特性。 2.全波整流器 一种产生信号绝对值的方法是将信号本身和它的反相半波整流信号以1比2的比例组合在一起，如图1所示。这里进行反向半波整流，以1比2的比率对和HWR输出求和，可获得= - （/） -（/）。由于0时，= - （/）和0时=0，所以 =， 0V （3） = -， 0V （4） 式中： （5） 图 3 精密全波整流器 对输入波形的两个部分以相同的增益放大。因此时，；时，。 简记为：