一種超低頻信號濾波放大整形電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種超低頻信號濾波放大整形電路。
【背景技術(shù)】
[0002]超低頻通信技術(shù)是當今世界的一個新興研究領(lǐng)域，在水下通信系統(tǒng)、海洋、地震檢測、核廢料處理和環(huán)境保護等方面具有廣泛的應用前景。
[0003]工程中，經(jīng)常采用對建筑結(jié)構(gòu)環(huán)境振動的檢測來確定結(jié)構(gòu)的動力特性、核驗施工中有無重大的質(zhì)量問題、檢測建筑結(jié)構(gòu)的可靠性、評估建筑結(jié)構(gòu)的安全裕度。一般工程建筑結(jié)構(gòu)的環(huán)境振動固有頻率多比較低，在0.5Hz?1ltz之間，通常采用拾振器進行檢測。隨著高層建筑、高聳建筑結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁的不斷出現(xiàn)，這些建筑結(jié)構(gòu)的環(huán)境振動的頻率更低。例如上海金茂大廈固有頻率為0.162Hz，天津電視塔固有頻率為0.176Hz ;銅陵長江大橋固有頻率為0.32Hz。這些都屬于超低頻振動信號，由于信號振幅變化緩慢，周期很長，環(huán)境干擾和測量系統(tǒng)漂移等因素，對于超低頻信號的采集與處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度的要求都很高，并且在電路中更加注重信號的直流特性，盡可能的保持信號直流特性的完整性。
[0004]—般的當我們接受到一個超低頻信號時，它并不能被我們直接觀察和分析，而是只有在通過一定的電路處理使之進行濾波、放大、整形輸出以后，才可以變成能讓我們觀察、分析和處理的穩(wěn)定狀態(tài)的信號。所以說對于工程上的一般信號必須經(jīng)過處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種濾波放大整形電路，使得別檢測到的信號能被直接使用。
[0006]為了滿足上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種超低頻信號濾波放大整形電路，包括濾波電路、波形轉(zhuǎn)換電路和電源電路，所述濾波電路為反相四階低通濾波器，包括兩個串聯(lián)的二階低通濾波器，每一個二階低通濾波器的輸入與輸出之間設(shè)置有RC回路；
所述波形轉(zhuǎn)換電路是由定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；
所述電源電路的電壓輸出端連接三端穩(wěn)壓器；
所述其中一個二階低通濾波器的輸入端外接信號輸入，另一個二階低通濾波器的輸出端連接到波形轉(zhuǎn)換電路中定時器的輸入端。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述濾波電路的通帶增益Ao=20db,通帶頻率fc=10Hz,通帶增益紋波Rp=Idb,截止帶頻率fs=40Hz，截止帶衰減_30dB。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述電源電路為倍壓整流電路，或為集成運算電路。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述二階低通濾波器可采用壓控電壓源二階濾波器。
[0010]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的思路是利用已有原理，開發(fā)出一種簡單可靠的濾波整形電路，和現(xiàn)有的很多電路相比，構(gòu)成本電路的器件成本低，濾波整形的效果相當好，該電路能直接應用到各種儀器設(shè)備或直接利用本電路進行二次開發(fā)。
【附圖說明】
[0011]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是濾波放大電路；
圖2是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；
圖3是倍壓整流電路；
圖4是集成運算電路；
圖5是模擬出的波形圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的方案采用反相輸入四階低通濾波器，即由兩個二階低通濾波器串聯(lián)起來。這里的反相輸入二階低通電路與同相輸入電路類似，在每一個濾波器的輸入與輸出之間增加了 RC回路，可以使濾波器的過濾帶變窄，衰減斜率的值增大。為了改善fo附近的頻率特性，也可以采用壓控電壓源二階濾波器相似的方法，即多路反饋的方法。
[0013]在本電路中，所述濾波電路的通帶增益Ao=20db,通帶頻率fc=10Hz,通帶增益紋波Rp=Idb,截止帶頻率fs=40Hz，截止帶衰減_30dB。
[0014]如圖2所示，波形轉(zhuǎn)換電路是由555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。當輸入小于1/3VCC時輸出為高電平1，當輸入大于1/3VCC小于2/3VCC時輸出保持不變，當輸入的數(shù)值大于2/3VCC時，輸出為低電平，只要有確定的VCC值，再輸入正弦波就能使通過施密特觸發(fā)器的波隨時間完成高低電平的轉(zhuǎn)換，從而形成方波。
[0015]如圖3所示，是倍壓整流電路，該電路的特點就是應用在高電壓、小電流的地方，可以把較低的交流電壓用耐壓較低的整流二極管和電容器，整流出一個較高的直流電壓。一個5V，IKHz的正弦信號經(jīng)過三極管推挽放大后，利用倍壓整流得到所需負電壓(+5V變-4V)，然后再利用三端穩(wěn)壓器將電壓穩(wěn)定在-5V。但是倍壓整流電路復雜，而且得到的電壓穩(wěn)定性不是特別好，因此該電路可以由其他同類電路代替。
[0016]如圖4所示，為集成運算電路，該電路運算法簡單、且穩(wěn)定、性價比極高，為了使得電源電路能穩(wěn)定的輸出電壓，在電路的電壓輸出端均連接一個三端穩(wěn)壓器，采用LM7905穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器的電壓輸入范圍是-7V到-20V，電壓輸出對應-4.8V到-5.2V，典型值為-5.0V0
[0017]通過模擬信號源向本發(fā)明電路輸入信號，設(shè)定頻率值為10Hz，占空比50%，振幅IVp,偏移0V，得到模擬輸出波形圖如圖5所示，波形干凈、整潔。對電源性能進行測定:直流輸入電源5V，測得輸出電壓值為-4.998V，通過穩(wěn)壓后的電壓值為-5.085V。
[0018]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項】
1.一種超低頻信號濾波放大整形電路，包括濾波電路、波形轉(zhuǎn)換電路和電源電路，其特征在于: 所述濾波電路為反相四階低通濾波器，包括兩個串聯(lián)的二階低通濾波器，每一個二階低通濾波器的輸入與輸出之間設(shè)置有RC回路； 所述波形轉(zhuǎn)換電路是由定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器； 所述電源電路的電壓輸出端連接三端穩(wěn)壓器； 所述其中一個二階低通濾波器的輸入端外接信號輸入，另一個二階低通濾波器的輸出端連接到波形轉(zhuǎn)換電路中定時器的輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低頻信號濾波放大整形電路，其特征在于所述濾波電路的通帶增益Ao=20db,通帶頻率fc=10Hz,通帶增益紋波Rp=Idb,截止帶頻率fs=40Hz,截止帶衰減-30dB。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低頻信號濾波放大整形電路，其特征在于所述電源電路為倍壓整流電路，或為集成運算電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低頻信號濾波放大整形電路，其特征在于所述二階低通濾波器可采用壓控電壓源二階濾波器。
【專利摘要】本發(fā)明包括一種超低頻信號濾波放大整形電路，包括濾波電路、波形轉(zhuǎn)換電路和電源電路，所述濾波電路為反相四階低通濾波器，包括兩個串聯(lián)的二階低通濾波器，每一個二階低通濾波器的輸入與輸出之間設(shè)置有RC回路；所述波形轉(zhuǎn)換電路是由定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；所述電源電路的電壓輸出端連接三端穩(wěn)壓器；本發(fā)明的思路是利用已有原理，開發(fā)出一種簡單可靠的濾波整形電路，和現(xiàn)有的很多電路相比，構(gòu)成本電路的器件成本低，濾波整形的效果相當好，該電路能直接應用到各種儀器設(shè)備或直接利用本電路進行二次開發(fā)。
【IPC分類】H03K5/01, G01H17/00, H03H11/04
【公開號】CN105656447
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王麗香
【申請人】王麗香
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年12月5日