带通放大电路的仿真设计与传感器应用研究.doc

PAGE 4 题 目 带通放大电路的仿真设计与传感器应用研究 一、选题依据（拟开展研究项目的背景、目的及现实意义） 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。因此传感器灵敏度的调节对传感器应用有很重要的意义，但以往调节灵敏度的方法存在很多弊端，如可靠性差，成本高等。本课题将研究带通放大电路的幅频特性，并结合传感器的应用，创新接近传感器调节灵敏度的方法。 以往国内外的研究中利用带通滤波器与放大电路来选频和放大信号，宽带的应用比较广泛，本课题首次利用窄带放大电路仿真实验，研究信号频率与电压幅值的关系，进而探讨调节传感器灵敏度的新技术方法，利用软件控制传感器输出信号频率，达到控制灵敏度的目的，减少灵敏度调节的复杂性和其他弊端，对传感器应用有很大的现实意义。 二、文献综述（国内外研究现状分析、主要参考文献） 国内外研究现状：国内外的研究中利用带通滤波器与放大电路来选频和放大信号，宽带的应用比较广泛[3]，也有人进行了窄带滤波器放大器优化[1]的和新型带通滤波器[2]的研究，出现了电子滤波器[6]和终端短路式交指带通滤波器[9]，而很少有人研究窄带放大电路的仿真及传感器应用领域，传感器的应用越来越多，对于传感器的研究也越来越多，由此这一领域有很大的现实意义与研究价值。 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出[8]，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 对于传感器灵敏度的调节目前常用的方法有很大的缺陷，如操作复杂，易受环境影响等。文献[5]提出了基于脉冲占空比调节光电开关传感器灵敏度技术方法，实现了利用软件自动调节接近开关传感器的灵敏度，该技术方法在不改变硬件的条件下，仅仅通过软件改变脉冲信号的占空比来调节传感器灵敏度，这为通过调整脉冲信号参数调节灵敏度提供了新的研究方向，这也是本课题研究的目的。 参考文献： [1]马骥祥.可调窄带滤波器中低噪声放大器的优化设计[J].研究与开发,2008,27（5）：36-39. [2]王扬志.基于HFSS新型宽频带微带天线仿真设计[J].系统仿真学报,2007,19（11）:2603-2606. [3]程孝奇,李国辉.双层基片集成波导双通带滤波器设计[J].电子元件与材料,2013，32(4)：58-60. [4]蔡锦福，运算放大器原理与应用，北京；科学出版社，2008. [5]邱召运,陈可，季超，等.基于脉冲占空比调节灵敏度的光电开关传感器[J].2017,01. [6]Arthur B Williams等.电子滤波器设计.北京；科学出版社，2008. [7]Eldredge Johnson Kennedy.Operational amplifier circuits;theory and applications,Holt,Rinehart,and Winston ,1988. [8]薛晨阳,谭秋林,马游春,等.红外传感器的信号提取和数据采集的设计[J].仪表技术与传感器,2007,(2)：45-49. [9]杜勇,郑佳春,陈志勇.终端短路式交指带通滤波器仿真设计[J].中国航海,2009，32(2)：8-10. 三、研究方案（主要研究目标、研究内容、研究方法及创新之处） 研究目标：找到灵敏度调节的新方法，设计“一键式”灵敏度调节的接近开关传感器，简化灵敏度调节方法。 研究内容：1. 查阅文献和对比分析，导出窄带放大电路输出电压与信号频率的关系。2.建模窄带放大电路并利用EDA仿真软件进行仿真实验。3.设计单片机控制电路，编制频率调节软件，设计新型灵敏度调节的接近开关传感器，试验验证传感器灵敏度与频率的关系。4.实验总结，得出结论。 创新之处：利用窄带放大电路与传感器应用结合，实现软件调节信号频率，从而实现“一键式”调节灵敏度的新方法。 目 录 TOC \o 1-2 \h \z \t 标题 3,3 摘 要 1 英文摘要 1 引 言 2 正 文 4 1 红外光电传感器相关知识介绍 4 1.1 红外光和光电导效应 4 1.2 光电传感器的结构分析 4 1.3 光电传感器的工作原理 4 1.4 光电传感器的应用 4 2 基于脉冲频率调节灵敏度的原理 5 2.1 传感器