电压型信号处理电路

46642456.doc

应变测试信号处理电路设计

摘要：电阻应变式传感器应用十分广泛。利用电阻应变式传感器作为转换器件进行力的测试是一种常用的测力方法，但是由应变传感器直接输出的信号很微弱，需进行信号调理才能进行数字化处理。本文通过对应变传感器输出信号的分析，设计了一种高精度应变测试放大滤波电路作为微弱应变信号的前置处理电路。电路以高精度仪表放大器AD620与高精度运放OP07作为核心器件。经过实验证明其效果良好，线性失真很低，满足工程运用的要求。 0 引言

电阻应变式传感器应用十分广泛，一般采用桥式电路结构，从应变传感器所获得信号常为差模微弱信号，并含有较大共模部分，其数值有时远大于差模信号。因此，要求放大器应具有较强的抑制共模信号的能力。这就要求前置测量放大电路具有高增益、高精度、低噪声、低漂移、高共模抑制比等特点。仪表用放大器AD620是一种低功耗的仪用放大器，增益可调节，还具有高输入阻抗和高共模抑制比，特别适合做小信号的前置放大级。OP07为高精度运算放大器，噪声低，具有极低的输入失调电压及温漂，与阻容构成有源放大滤波电路，做为电路的第二级。通过级联方式对应变电桥输出的小信号进行放大滤波。 1 电阻应变电桥工作原理

应变片是常用的

电子技术模拟部分第五版课件

9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路 *9.4 开关电容滤波器 9.5 9.6 9.7 9.8 正弦波振荡电路的振荡条件 RC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路 非正弦信号产生电路

电子技术模拟部分第五版课件

9.1 滤波电路的基本概念与分类1. 基本概念滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。 滤波电路传递函数定义Vo ( s ) A( s ) Vi ( s )

s j 时，有 A( j ) A( j ) e j ( ) A( j ) ( )

其中

A( j ) —— 模，幅频响应

( ) —— 相位角，相频响应 d ( ) ( ) ( s ) 群时延响应 d

电子技术模拟部分第五版课件

2. 分类低通(LPF) 高通(HPF) 带通(BPF) 带阻(BEF) 全通(APF)

电子技术模拟部分第五版课件

9.2 一阶有源滤波电路1. 低通滤波电路 传递函数 A( s ) 其中A0 1 s

c

同相比例 Rf A0 1 放大系数 R1 1

哈 尔 滨 理 工 大 学 《模拟电子技术》单元练习题

第七章 信号处理电路

掌握有源滤波电路的作用和分类；电压比较器的作用和分类，过零比较器、单限比较器和滞回比较器的工作原理和传输特性，会画对应输入的输出波形。

理解二阶低通滤波电路的工作原理和对数幅频特性；双限比较器的工作原理和传输特性。

一、单项选择题

1、如图电路，运放的饱和电压为?UO(set)，当Ui< UR 时，UO 等于( )。 (a) 零 (b) +uO(set) (c) -uO(set)

R1ui-班级：R2+－uR∞＋uO＋ 学号：

2、图示电路中，输入电压ui=2sin?t(V)，电源电压为?U，则输出电压为( )。

(a) 与 ui 同 相 位 的 方 波 (b) 与 ui 反 相 位 的 方 波 (c) 与 ui 反 相 位 的 正 弦 波

uiR -＋∞＋uO姓名： R

3、电路如图所示，运算放大器的饱和电压为?15V，稳压管的稳定电压为

10V，设向压降为零，当输入电压ui=5sin?tV时，输出电压uO应为 ( )。

(a) 最大值为10 V ，最小值为零的方波 (b) 幅值为?15V的方波 (c) 幅值 为?15V的正弦波

第6章 集成运放的基本应用比例运算 模拟信号运算电路 求和运算 积分、微分运算 对数和指数运算 信号检测处理电路 有源滤波器 电压比较器 测量放大器器

6.1.1 比例运算电路比例运算电路有3种形式：反相输入、同相输入和差动输入

作用：将信号按比例放大。 类型：同相比例放大和反相比例放大。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和反馈系 数有关。

一、反相放大器(反相比例放大器) 1、基本电路if vs

v+ = 0Rf – +

i1 R1iI R2

v+ =v–vo

v– = 0(虚短)

又 iI = 0vs R1 vo Rf

i1 = if(虚断) vo vi Rf R1

平衡电阻的作用：静态时，使 输入级偏流平衡，并让输入级 的偏置电流在运放两个输入端 的外接电阻上产生相等的压降

R2:平衡电阻。 R2 = R1 // Rf 若R1 = Rf vo = –vs 此为反相器。

输出电阻：Ro=0; 输入电阻:Ri=R1 (从输入和地向里看)

Auf

vo vi

Rf R1

由上式可知：电路实现了比例运算，其运算精度取 决于电阻阻值的精度。 由于“虚地”的特点，反相比例运算电路中集

第7章自测题、习题解答

自测题7

一、分别从LPF、HPF、BPF和BEF中选择最合适的一词填空。

1） 直流电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数的电路是 。

2） 在f =0或f →∞(意即频率足够高)时的电压放大倍数均等于零的电路是 。 3）在理想条件下，f →∞时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数的电路是 。

4）在理想条件下，f=0与f →∞的电压放大倍数相等，且不等于零的放大倍数是 。 解：1）LBF； 2）BPF； 3）HPF； 4）BEF。

二、判断下列说法是否正确，用 “√”（正）和“?”（误）填入括号内。

1）高通滤波器的通频带是指电压的放大倍数不变的频率范围。（ ） 2）低通滤波器的截止频率就是电压放大倍数下降1/2的频率点。（ ）

3）带通滤波器的频带宽度是指电压放大倍数大于或等于通带内放大倍数0.707的频率范围。（ ）

4）在带阻滤波器的阻带内，所有频率信号的电压放大倍数一定低于通带的放大倍数。（ ）

5）全通滤波器也是直流放大器。（ ）

6）滤波器中的运放工作在线性状态，所以滤波电路中只引入了负反馈。（ ） 解：

..1）×； 使|Au|?0.707|A

7.1 概述 7.2 基本运算电路 7.3* 模拟乘法器及其应用 7.4 有源滤波电路 7.5* 电子信息系统预处理中 所用放大电路

内容简介

1. 电子信息系统的组成由若干相互联结，相互作用的基本电路组成的，具有 特定功能的电路整体，称为电子系统。电子系统的功能实 现伴随着信息的处理，所以电子系统也是信息处理系统。 信号是信息的载体，电信号是以电压或电流等电量携 带信息的。客观世界许多物理量，都可以通过一定的传感 器转换成电信号，如声电转换器(麦克)、温度传感器、 光电转换器(摄像头)、位置传感器等等。 电子信息系统大致包含信号的提取、信号的(预)处 理、信号的加工、信号的执行四个环节。信号的提取 信号的预处理 信号的加工 信号的执行

石英预制 棒生产过 程中的控 制系统

思考题：以温度控制 系统为例， 说明其各组 成部分及其 作用。

2. 理想集成运放的特点和工作特性(1)理想集成运放的性能指标 开环差模增益： Aod ; 差模输入电阻： rid

;

输出电阻： ro

0;

共模抑制比： KCMR

; 上限截止频率：f H ;

失调电压、电流及其温漂：均为0。

实际集成运放的特性很接近理想集成运放，我们仅仅 在进

黄智伟系列之电压一频率变换电路,很经典,本文档属于个人收集~

电压—频率变换电路

电压一频率变换电路（VFC）能把输入信号电压变换成相应的频率信号，即它的输出信

号频率与输入信号电压值成比例，故又称之为电压控制振荡器（VCO）。VFC广泛地应用于调

频、调相、模／数变换(A/D)、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。由通

用模拟集成电路组成的VFC电路，尤其是专用模拟集成V /F转换器，其性能稳定、灵敏度

高、非线性误差小。

VFC电路通常主要由积分器、电压比较器、自动复位开关电路等三部分组成。各种类型

VFC电路的主要区别在于复位方法及复位时间不同而已。下面将讨论由运放构成的各种VFC

电路和典型的模拟集成V /F转换器。

4.1运放构成的VFC电路

4.1.1简单的VFC电路

图4.1.1所示为简单的VFC电路。

图4.1.1 简单的VFC电路

从图4.1.1可知，当外输入信号vi＝0时，电路为方波发生器。振荡频率fo为

当时，运放同相输入端的基准电压由vi和反馈电压Fvvo决定。如vi＞0，

则输出脉冲的频率降低，f＜fo ；如vi＜0，则输出脉冲的频率升高，f＞fo。可见，输出信

号频率随输入信号电压vi变化，实现V/F变换。

4.1.2复位型VFC电路

复位

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电压—频率变换电路

电压一频率变换电路（VFC）能把输入信号电压变换成相应的频率信号，即它的输出信

号频率与输入信号电压值成比例，故又称之为电压控制振荡器（VCO）。VFC广泛地应用于调

频、调相、模／数变换(A/D)、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。由通

用模拟集成电路组成的VFC电路，尤其是专用模拟集成V /F转换器，其性能稳定、灵敏度

高、非线性误差小。

VFC电路通常主要由积分器、电压比较器、自动复位开关电路等三部分组成。各种类型

VFC电路的主要区别在于复位方法及复位时间不同而已。下面将讨论由运放构成的各种VFC

电路和典型的模拟集成V /F转换器。

4.1运放构成的VFC电路

4.1.1简单的VFC电路

图4.1.1所示为简单的VFC电路。

图4.1.1 简单的VFC电路

从图4.1.1可知，当外输入信号vi＝0时，电路为方波发生器。振荡频率fo为

当时，运放同相输入端的基准电压由vi和反馈电压Fvvo决定。如vi＞0，

则输出脉冲的频率降低，f＜fo ；如vi＜0，则输出脉冲的频率升高，f＞fo。可见，输出信

号频率随输入信号电压vi变化，实现V/F变换。

4.1.2复位型VFC电路

复位

课程设计

课程设计报告书

绪论

课程名称： 电子技术课程设计

题 目：电压/频率和频率/电压转换电路的设计

学 院： 电子工程系学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 学 号：

2010年 7 月 5 日

1

课程设计

（1）电压/频率转换即v/f转换，是将一定的输入信号按线性的比例关系转换成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也响应变化。它的功能是将输入直流电压转换频率与其数值成正比的输出电压，故也称电压控制振荡电路。

如果任何一个物理量通过传感器转换成电信号后，以预处理变换为合适的电压信号，然后去控制压控振荡电路，再用压控振荡电路的输出驱动计数器，使之在一定时间间隔内记录矩形波个数，并用数码显示，那么可以得到该物理量的数字式测量仪表。

图1 数字测量仪表

电压/频率电路是一种模/数转换电路，它应用于模/数转换，调频，遥控遥测等各种设备。

（2）F/V转换电路

F/V转换电路的任务是把频率变化信号转换成按比例变化的电压信号。这种

v光电传感器

北京邮电大学

硕士学位论文

干涉型光纤传感器的信号处理系统

姓名：高志宇

申请学位级别：硕士

专业：电磁场与微波技术

指导教师：伍剑

20080306

v光电传感器

ｊＥ塞邮电太堂亟±堂僮ｊ金塞

干涉型光纤传感器的信号处理系统

摘要

近年来，传感器在朝着灵敏、精巧、适应性强和智能化、网络化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器作为传感器家族的新成员，由于其优越的性能而倍受青睐。在各种光纤传感器中以干涉型光纤传感器的灵敏度最高。论文主要研究基于马赫一泽德干涉仪结构的光纤传感器系统，通过深入研究随机信号的互相关函数和基于ＡＲ模型的功率谱估计，设计出具有事件发生检测功能的传感器信号处理算法。此算法可以对外界振动进行实时预警，并实现高速、高精度的定位。该技术可用于检测第三方入侵，对需要防护的地域、管线进行监控、报警并提供精确定位。研究成果对于长距离分布式干涉型光纤传感器的实用化具有重要的理论意义和实际应用价值，并在工业和国防领域具有应用前景。

本文设计的光纤传感系统分为传感线路、光收发模块、数据采集和信号处理等部分。传感线路部分是一种基于马赫一泽德干涉仪的双向干涉结构。当干涉仪中的干涉臂受到外力引起的振动时，光纤中传输的光信号的相位会发生变化，从而导致输出