基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接(编辑修改稿)

基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接(编辑修改稿)内容摘要：

果仿真 仿真分析 根据数字信号的知识可知，所有信号都是由无穷个正余弦信号叠加在一起得到，通过对信号进行快速傅里叶变换即可得到信号的频谱组成成分。 通基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 14 过仿真实验可知，要想达到 较好的滤波效果，设置的截止频率必须大于信号基波频率的 10 倍以上，具体的设置还要参考噪声的频率。 二阶带通电路 仿真电路 仿真分析 二阶滤波器对于削减高频信号能起到更高的效果。 这种类型的滤波器的波基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 15 特图类似于一阶滤波器，只是它的滚降速率更快。 其它的二阶滤波器最初的滚降速度可能依赖于它们的 Q 因数，但是最后的速度都是每倍频 12dB。 本电路设计的二阶低通滤波的截止频率为 放大倍数 比例放大电路 结果仿真 基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 16 仿真结果分析 比例放大器设置的放大倍数为 5 倍，信号源的幅值设置为 500MV，频率为 1KHZ，根据仿真结果的波形 ，验证了比例放大器的正确性。 电路中的R3 起阻抗匹配作用 直流差动电桥放大电路 R11kΩR220kΩR31kΩR420kΩU1O P A M P _ 3 T _ B A S I C12V17 V V26 V 0034XMM150 基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 17 结果仿真 仿真结果分析 差动放大器的特点是静态工作点稳定，对共模信号有很强的抑制能力， 它唯独对输 入信号的差（差模信号）做出响应，这些特点在电子设备中应用很广。 集成运算放大器几乎都采用差动放大器作为输入级。 这种对称的电压放大器有两个输入端和两个输出端，电路使用正、负对称的电源。 根据电路的结构可分为：双端输入双端输出，双端输入单端输出，单端输入双端输出及单端输入单端输出四种接法。 凡双端输出，差模电压增益与单管共发放大器相同；而单端输出时，差模电压增益为双端输出的一半，另外，若电路参数完全对称，则双端输出时的共模放大倍数为 0，其实测的共模抑制比将是一个较大的数值，愈大，说明电路抑制共模信号的能力愈强。 本系 统 R R R R8 产生直流差动信号，经过差动放大器，放大有用信号的同时，抑制噪声。 R R R R4 组成差动放大器，电路的输出 ： 单臂直流电桥电路 基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 18 基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 19 仿真分析 如图为单臂直流电桥电路 ,R2， R3， R4 全为 400 欧， R1 为滑动变阻器。 当为如图所示时 ,R1 为 500 欧姆 ,划片为 45%时加上 12 伏直流电压 ,输出为 伏。 当 R1 变为 0%时则输出电压变为 6 伏， 此时电桥的输出电压为Uo=Ui)43)(21( 3241 RRRR RRRR  .(1) 当应变片工作时，其电阻变化 1R ,此时不平衡电压输出为 UoRRRRRR RRRRUi)341)(12111(1134。 (2) 设桥臂比3412 RRRRn  ,由于 1R ≤ 1R ,略去分母中的 11RR ,式（ 2）变为UiRRnn nUo 11)1)(1(  （ 3） 可得单臂工作应变电桥的电压灵敏度为 Uinn nRRUoKu )1)(1(11 。 当改变 1R 的阻值时可对应不同的输出电压，如图所示。 基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 20 仿真分析 此电路是由两节 RC 滤波电路和同相比例放大电路组成的二阶有源低通滤波电路，如上图所示。 考虑到集成运放的同相输入端电压为AvfsVosVp )()( （１） 而 )(sVp 和 )(sVA 的关系为 sRCsVAsVp  1 )()( （２） 基于基本的传感器原理实现转换电路仿真及电荷放大器电路的设计与焊接 21 对于节点Ａ，应用ＫＣＬ定理可得  0)()()()()()(  R sVpsVAsCsVoSVAR sVAsVi （３） 将式（ １ ） ～ （ ３ ） 联 立 求 解 ， 可 得 电 路 的 传 递 函 数 为))(()3(1)( )()( s C Rs C Rs C RA vf A vfsVi sVosA （４） 令 RCc 1（５） VFAQ 31 （６）则有2220222)(ccCccCVFsQsAsQsA。