CN103107787A - 一种基于运算放大器的差频器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了三种基于运算放大器的差频器，利用低压摆率的运算放大器和电阻组成了基于运算放大器的差频器，上述三种差频器结构简单，可以方便的获取到稳定、精度高的差频信号，容易集成化，且降低了电路成本；通过修改电阻的阻值可以很容易改变差频器的增益，通过对运算放大器型号的选择可以对差频信号进行放大处理，满足了实际应用中的多种需要。

Description

一种基于运算放大器的差频器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种基于运算放大器的差频器。

背景技术

差频器为非线性器件，输出信号频率等于两输入信号频率之差。现有技术中的差频器通常为二极管差频器、平衡差频器和晶体管差频器等，都由电感和变压器等组成。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：

1）上述差频器的各回路之间相互影响较严重，组合频率干扰也较大，导致获取到的差频信号不稳定；

2）上述差频器的受元器件参数的离散性影响大，可处理信号的动态范围小；

3）获取到的差频信号为衰减信号，灵敏度低，难以满足实际应用中的多种需要。

发明内容

本发明提供了一种基于运算放大器的差频器，该差频器避免了组合频率的干扰，获取到稳定性较高的差频信号，详见下文描述：

一种基于运算放大器的差频器，包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端输入第一信号源，所述第一电阻的另一端接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接运算放大器的输出端，输出差频信号电压；

所述第二电阻的一端输入第二信号源，所述第二电阻的另一端分别接所述第三电阻的一端和所述运算放大器的负极性输入端；所述运算放大器的正极性输入端接地。

一种基于运算放大器的差频器，包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端输入第一信号源，所述第二电阻的一端输入第二信号源，第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端接运算放大器的正极性输入端；所述运算放大器的负极性输入端同时接第三电阻和第四电阻的一端；所述第三电阻的另一端接地；所述第四电阻的另一端接所述运算放大器的输出端，输出差频信号电压。

一种基于运算放大器的差频器，包括：第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端输入第一信号源，所述第二电阻的一端输入第二信号源，所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端接运算放大器的正极性输入端；所述运算放大器的负极性输入端接输出端，输出差频信号电压。

本发明提供的技术方案的有益效果是：利用低压摆率的运算放大器和电阻组成了基于运算放大器的差频器，上述三种差频器结构简单，可以方便的获取到稳定、精度高的差频信号，容易集成化，且降低了电路成本；通过修改电阻的阻值可以很容易改变差频器的增益，通过对运算放大器型号的选择可以对差频信号进行放大处理，满足了实际应用中的多种需要。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于运算放大器的差频器电路原理图；

图2为本发明提供的一种基于运算放大器的差频器另一电路原理图；

图3为本发明提供的一种基于运算放大器的差频器另一电路原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

R₁：第一电阻；                         R₂：第二电阻；

R₃：第三电阻；                         R₄：第四电阻；

A：运算放大器；                        V₁：第一信号源；

V₂：第二信号源；                       V_o：差频信号电压；

A：运算放大器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

为了避免组合频率的干扰，获取到稳定性较高的差频信号，本发明实施例提出了一种基于运算放大器的差频器，详见下文描述：

实施例1

一种基于运算放大器的差频器，参见图1，包括：第一电阻R₁和第二电阻R₂，

第一电阻R₁的一端输入第一信号源V₁，第一电阻R₁的另一端接第三电阻R₃的一端，第三电阻R₃的另一端接运算放大器A的输出端，输出差频信号电压V_o；

第二电阻R₂的一端输入第二信号源V₂，第二电阻R₂的另一端分别接第三电阻R₃的一端和运算放大器A的负极性输入端；运算放大器A的正极性输入端接地。

通过对图1的分析可知该差频器为反相运算放大器型的差频器，

差频信号电压 $V_o=-K\frac{R_3{V}_1}{R_1}+\frac{R_3{V}_2}{R_2})$

其中：K为运算放大器A的压摆率确定的系数，对明显低于压摆率的差频信号K≈1。

其中，本发明实施例提供的差频器以R₁＝R₂＝R₃＝10kΩ，运算放大器A的型号为TLV2401为例进行说明。具体实现时，本发明实施例对上述元器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的元器件均可。

实施例2

一种基于运算放大器的差频器，参见图2，包括：第一电阻R₁和第二电阻R₂，

第一电阻R₁的一端输入第一信号源V₁，第二电阻R₂的一端输入第二信号源V₂，第一电阻R₁的另一端和第二电阻R₂的另一端接运算放大器A的正极性输入端；运算放大器A的负极性输入端同时接第三电阻R₃和第四电阻R₄的一端；第三电阻R₃的另一端接地；第四电阻R₄的另一端接运算放大器A的输出端，输出差频信号电压V_o。

通过对图2的分析可知该差频器为同相运算放大器型的差频器，

差频信号电压 $V_o=K\frac{R_3+R_4}{R_3}\frac{R_2{V}_1+R_1{V}_2}{R_1+R_2}$

其中：K为运算放大器A的压摆率确定的系数，对明显低于压摆率的差频信号K≈1。

其中，本发明实施例提供的差频器以R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝10kΩ，运算放大器A的型号为TLV2401为例进行说明。具体实现时，本发明实施例对上述元器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的元器件均可。

实施例3

一种基于运算放大器的差频器，参见图3，包括：第一电阻R₁和第二电阻R₂，

第一电阻R₁的一端输入第一信号源V₁，第二电阻R₂的一端输入第二信号源V₂，第一电阻R₁的另一端和第二电阻R₂的另一端接运算放大器A的正极性输入端；运算放大器A的负极性输入端接输出端，输出差频信号电压V_o。

通过对图3的分析可知该差频器为跟随器型运算放大器的差频器，

差频信号电压 $V_o=K\frac{R_2{V}_1+R_1{V}_2}{R_1+R_2}$

其中：K为运算放大器A的压摆率确定的系数，对明显低于压摆率的差频信号K≈1。

其中，本发明实施例提供的差频器以R₁＝R₂＝10kΩ，运算放大器A的型号为TLV2401为例进行说明。具体实现时，本发明实施例对上述元器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的元器件均可。

通过上述3个实施例可以看出本发明实施例提供的差频器结构简单，可以方便的获取到差频信号，满足了实际应用中的多种需要，且由于只采用电阻和运算放大器等元器件，避免了元器件之间的组合频率的干扰，因此获取到的差频信号精度较高，具有本质上的稳定性。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于运算放大器的差频器，包括：第一电阻（R₁）和第二电阻（R₂），其特征在于，

所述第一电阻（R₁）的一端输入第一信号源（V₁），所述第一电阻（R₁）的另一端接第三电阻（R₃）的一端，所述第三电阻（R₃）的另一端接运算放大器（A）的输出端，输出差频信号电压(V_o)；

所述第二电阻(R₂)的一端输入第二信号源(V₂)，所述第二电阻(R₂)的另一端分别接所述第三电阻（R₃）的一端和所述运算放大器(A)的负极性输入端；所述运算放大器(A)的正极性输入端接地。

2.一种基于运算放大器的差频器，包括：第一电阻（R₁）和第二电阻（R₂），其特征在于，

所述第一电阻（R₁）的一端输入第一信号源（V₁），所述第二电阻（R₂）的一端输入第二信号源（V₂），所述第一电阻（R₁）的另一端和所述第二电阻（R₂）的另一端接运算放大器（A）的正极性输入端；所述运算放大器（A）的负极性输入端同时接第三电阻（R₃）和第四电阻（R₄）的一端；所述第三电阻（R₃）的另一端接地；所述第四电阻（R₄）的另一端接所述运算放大器（A）的输出端，输出差频信号电压（V_o）。

3.一种基于运算放大器的差频器，包括：第一电阻（R₁）和第二电阻（R₂），其特征在于，

所述第一电阻（R₁）的一端输入第一信号源（V₁），所述第二电阻（R₂）的一端输入第二信号源（V₂），所述第一电阻（R₁）的另一端和所述第二电阻（R₂）的另一端接运算放大器（A）的正极性输入端；所述运算放大器（A）的负极性输入端接输出端，输出差频信号电压（V_o）。

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