CN204106000U - 一种手持设备的微弱电信号放大测量电路 - Google Patents
一种手持设备的微弱电信号放大测量电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种手持设备的微弱电信号放大测量电路，该放大电路由生物传感器、换能电路、三级放大滤波电路、信号整形电路、电压测量电路、微处理器和电源模块组成，生物传感器的信号依次经过换能电路、放大滤波电路和信号整形电路，然后通过电压测量电路进行测量，最后的结果由微处理器记录，所述的三级放大滤波电路是基于运算放大器ICL7650S芯片设计，该电路包括3个放大滤波电路单元U1、U2和U3；该微弱生物电信号放大测量电路结构简单、成本低廉，采用了信号隔离与滤波技术，提高了微弱电信号在调理过程中的抗干扰能力，便于记录和采集微弱电信号。
Description
技术领域
本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种手持设备的微弱电信号放大测量电路。
背景技术
人体内的生物电信号都非常微弱，对如此微弱的电信号的放大及处理是很困难的，如运算放大器的零漂、噪声、外界干扰、信道的传输等，都将严重地影响着信号的保真与提取。因此对微弱电信号的放大，抗干扰技术的好坏是成功与否的关键。微弱电信号的检测在现代工业生产过程和科学技术研究中应用很广，在非接触和无损的微弱电信号测量技术中它通过测量反射或透射偏振光相对于入射光偏振状态的改变来准确计算待测样品的各种光电学性质，为了对偏振状态进行高精确测量要求检测装置不但具有较高的测量分辨率更要具有较高的测量复现性，排除各种不同类型噪声的干扰以保证高精确测量的可靠性。微生物电信号检测技术是微生物与电子学相结合而产生的一门新兴的检测技术，它主要利用电子技术对微弱生物信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。
这些传感器输出的信号一般都为微弱信号，要想全面的了解这些输出信号信息，需要将微弱的电信号进行放大处理，为后续的数据采集与开发提供研究依据。因此，微弱检测信号技术是非常重要的关键技术，微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种手持设备的微弱电信号放大测量电路，本实用新型的能够实现对微弱电信号进行放大处理，采用了信号隔离与滤波技术，提高了微弱电信号在调理过程中的抗干扰能力，便于记录和采集微弱电信号。
为了实现上述任务，本实用新型采用如下的技术解决方案：
一种手持设备的微弱电信号放大测量电路，其特征在于，由生物传感器、换能电路、三级放大滤波电路、信号整形电路、电压测量电路、微处理器和电源模块组成；生物传感器产生的信号依次经过换能电路、三级放大滤波电路和信号整形电路，通过电压测量电路进行检测，测量所得结果由微处理器记录；所述的换能电路接在生物传感器与三级放大滤波电路之间；所述的信号整形电路接在三级放大滤波电路和电压测量电路之间；所述的电压测量电路接在信号整形电路与微处理器之间；所述的电源模块与上述各个电路模块相连，为其提供稳定的+5V电压；所述的三级放大滤波电路包括3个放大滤波电路单元U1、U2和U3，该滤波放大电路单元均采用超级运算放大器ICL7650S芯片作为核心器件；所述的电源模块采用稳压芯片LM2940为电路提供稳定的+5V电源；所述的微处理器采用飞思卡尔XD512高性能芯片。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型共由三级放大滤波电路、光电放大转换电路、光纤通讯电路、信号接收电路和电源模块5部分组成。第一部分由U1、U2、U3三级放大电路及相应滤波电路组成。光电放大转换电路作为第二部分，其功能是在将电信号放大的同时，也起到将电信号转变为光信号的作用。U1、U2、U3、U4均采用ICL7650S芯片，其外部器件的连接为ICL7650S芯片的典型应用。工作电压取用±5V。为提高系统的信噪比，第一级放大倍数较小，以后放大倍数逐级递增。第三部分为光纤通讯线路，其一端连在信号接收电路部分的发光二极管处，另一端连在信号接收电路。第四部分为信号接收电路，采用光敏接收管接收由光纤传输过来的光信号。当有光照射光敏接收管时，接收电路中便有电流流过，电流的大小由照射在它上的光强决定，光的强度越大，接收电路中的电流也越大，从而使运算放大器输出的电压也越高。由于U1级输入的微弱电信号的变化，则经过U1、U2、U3级放大后再由光纤传输给光敏接收管处的光强就会随之而变，从而使信号接收电路中的运放电路输出的电压随之发生变化。
该微弱电信号检测电路结构简单、成本低廉，能够实现对微弱生物电信号进行放大处理，采用了信号隔离与滤波技术，提高了微弱电信号在调理过程中的抗干扰能力，便于记录和采集微弱电信号。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的解释说明。
图1是微弱电信号放大测量系统的原理图。
图2是放大测量系统中信号整形电路的原理图。
具体实施方式
如图1是微弱电信号放大测量系统的原理图，该放大检测系统，包括三级放大滤波电路、光电放大转换电路、光纤通讯电路、信号接收电路和电源模块；输入信号依次经过三级放大滤波电路和光电放大转换电路，通过光纤通讯电路输送到信号接收电路和微处理器中；所述的三级放大滤波电路与输入信号相连；所述的电光放大转换电路接在三级放大滤波电路和光纤通讯电路之间；所述的信号接收电路接在光纤通讯电路与微处理器之间；所述的电源模块与上述各个电路模块相连，为其提供稳定的+5V电压；所述的三级放大滤波电路包括3个放大滤波电路单元U1、U2和U3，该滤波放大电路单元均采用超级运算放大器ICL7650S芯片作为核心器件；所述的电源模块采用稳压芯片LM2940为电路提供稳定的+5V电源；所述的微处理器采用飞思卡尔XD512高性能芯片。
图2是放大测量系统中信号整形电路的原理图，采用型号为UA741的运算放大器作为核心芯片，构成经典的一阶有源带通滤波电路，，左边的UA741接成电压跟随器电路，可以保证被采集的信号不受干扰；右边的UA741及其周围的RC 组成一个有源带通滤波器，其功能是只允许符合被检测条件的谐波信号通过，抑制或急剧衰减通频带以外频率的谐波信号。
除了上述以外本发明所属技术领域的普通技术人员也都能理解到，在此说明和图示的具体实施例都可以进一步变动结合。例如，可以将英飞凌高性能微处理器根据实际工况更换为其他类型的MCU。
Claims (4)
1.一种手持设备的微弱电信号放大测量电路，其特征在于，由生物传感器、换能电路、三级放大滤波电路、信号整形电路、电压测量电路、微处理器和电源模块组成；生物传感器产生的信号依次经过换能电路、三级放大滤波电路和信号整形电路，通过电压测量电路进行检测，测量所得结果由微处理器记录；所述的换能电路接在生物传感器与三级放大滤波电路之间；所述的信号整形电路接在三级放大滤波电路和电压测量电路之间；所述的电压测量电路接在信号整形电路与微处理器之间；所述的电源模块与上述各个电路模块相连，为其提供稳定的+5V电压。
2.如权利要求1所述的一种手持设备的微弱电信号放大测量电路，其特征在于，所述的三级放大滤波电路包括3个放大滤波电路单元U1、U2和U3，该滤波放大电路单元均采用超级运算放大器ICL7650S芯片作为核心器件。
3.如权利要求1所述的一种手持设备的微弱电信号放大测量电路，其特征在于，所述的电源模块采用稳压芯片LM2940为电路提供稳定的+5V电源。
4.如权利要求1所述的一种手持设备的微弱电信号放大测量电路，其特征在于，所述的微处理器采用飞思卡尔XD512高性能芯片。
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| CN105425025A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-03-23 | 浙江工业职业技术学院 | 一种高精度多量程微弱电流检测系统 |
| CN107608622A (zh) * | 2017-10-28 | 2018-01-19 | 成都优力德新能源有限公司 | 一种智慧型的微弱电信号放大测量系统 |
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