CN221303419U - 一种总谐波失真加测噪音的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种结构简单、成本低廉、占用空间小的总谐波失真加测噪音的检测装置。本实用新型包括第一运算放大器、第二运算放大器以及主控板，所述主控板包括模数转换器，所述音频输入经第一低通滤波器接入所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输出端经第二低通滤波器接入所述第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端与所述模数转换器连接，所述主控板经外部中位机与外部上位机连接。本实用新型应用于电子设备测试的技术领域。
Description
技术领域
本实用新型应用于电子设备测试的技术领域,特别涉及一种总谐波失真加测噪音的检测装置。
背景技术
在电子设备测试行业中，音频信号的测试常见的有几种：电压峰峰值测试、频率测试、THD+N测试。THD+N测试指的是总谐波失真加测噪音，该测试常用的方式是用AP公司的音频分析仪，通过仪器配套的软件，可以实时显示THD+N数值。现有的技术方案大多使用音频分析仪，应用上受限于使用成本，例如AP公司的APx525音频分析仪，购买的费用高达八万人民币一台；而且受限于体积大，无法应用于小型机箱；面对带载波输出的音频信号，还需要配合滤波器仪器使用，增加使用难度和成本。因此有必要提供一种结构简单、成本低廉、占用空间小的总谐波失真加测噪音的检测装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、成本低廉、占用空间小的总谐波失真加测噪音的检测装置。
本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括第一运算放大器、第二运算放大器以及主控板，所述主控板包括模数转换器，所述音频输入经第一低通滤波器接入所述第一运算放大器的输入端，所述第一运算放大器的输出端经第二低通滤波器接入所述第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端与所述模数转换器连接，所述主控板经外部中位机与外部上位机连接。
由上述方案可见，所述总谐波失真加测噪音的检测装置通过使用滤波电路和单片机替代音频分析仪，连续采集音频信号，用处理器计算出THD+N数值，测量精度能接近音频分析仪，成本低廉，板卡级别应用，可大规模应用于量产项目，电路结构简单，占用空间小，可以将滤波电路和单片机集成在一个板卡上，封装成模块，具有体积小，可应用于微型设备，易于量产且后续维护成本低；可以定制化设置硬件参数，调整成项目需求的范围，以便进行性能优化。
一个优选方案是，所述第一低通滤波器包括第一电阻、第一电容、第二电阻、第三电阻以及第二电容，所述音频输入包括Audio_IN_P端和Audio_IN_N端，所述Audio_IN_P端经所述第一电阻分两路，一路经所述第一电容接地，另一路接入所述第一运算放大器的同向输入端，所述Audio_IN_N端经所述第二电阻分两路，一路经所述第二电容接地，另一路接入所述第一运算放大器的反向输入端，所述第一运算放大器的输出端与所述第三电阻连接。
一个优选方案是，所述第二低通滤波器包括第四电阻、第三电容、第五电阻以及第四电容，所述第三电阻经所述第四电阻接入所述第二运算放大器的反向输入端，所述第三电阻与所述第四电阻的节点经所述第三电容接地，所述第二运算放大器的输出端分两路，一路经所述第五电阻接入所述第三电阻与所述第四电阻的节点，另一路经所述第四电容接入所述第二运算放大器的反向输入端与所述第四电阻的节点，所述第二运算放大器的同向输入端接地。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图；
图2是本实用新型第一部分的电路原理图；
图3是本实用新型第二部分的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，在本实施例中，本实用新型包括第一运算放大器U27、第二运算放大器U26以及主控板U1，所述主控板U1包括模数转换器，音频输入1经第一低通滤波器接入所述第一运算放大器U27的输入端，所述第一运算放大器U27的输出端经第二低通滤波器接入所述第二运算放大器U26的输入端，所述第二运算放大器U26的输出端与所述模数转换器连接，所述主控板U1经外部中位机与外部上位机连接。
所述第一运算放大器U27的型号为AD8274ARZ，所述第二运算放大器U26的型号为OPA1612AIDR，滤波电路采用无源RC滤波配合有源运放低通滤波器的模型，音频信号经过无源RC的第一低通滤波器进行滤波，实现第一阶滤波，经过所述第一运算放大器U27后差分信号转换成单端信号，再过所述第二运算放大器U26有源的第二低通滤波器，实现第二阶滤波。两阶滤波能把音频信号的载波滤除干净，得到原始的交流正弦波音频信号。输入音频信号的幅值不能过多超过所述模数转换器的输入范围，所述第一运算放大器U27能实现信号衰减，但受限于芯片供电，无法输入峰峰值为±12V的信号。
如图1至图2所示，在本实施例中，所述第一低通滤波器包括第一电阻R300、第一电容C44、第二电阻R309、第三电阻R306以及第二电容C45，所述音频输入1包括Audio_IN_P端和Audio_IN_N端，所述Audio_IN_P端经所述第一电阻R300分两路，一路经所述第一电容C44接地，另一路接入所述第一运算放大器U27的同向输入端，所述Audio_IN_N端经所述第二电阻R309分两路，一路经所述第二电容C45接地，另一路接入所述第一运算放大器U27的反向输入端，所述第一运算放大器U27的输出端与所述第三电阻R306连接。
所述第一低通滤波器作为无源RC滤波，音频信号经过无源RC滤波，实现第一阶滤波，经过所述第一运算放大器U27后差分信号转换成单端信号。两阶滤波能把音频信号的载波滤除干净，得到原始的交流正弦波音频信号。
如图1至图2所示，在本实施例中，所述第二低通滤波器包括第四电阻R307、第三电容C46、第五电阻R299以及第四电容C43，所述第三电阻R306经所述第四电阻R307接入所述第二运算放大器U26的反向输入端，所述第三电阻R306与所述第四电阻R307的节点经所述第三电容C46接地，所述第二运算放大器U26的输出端分两路，一路经所述第五电阻R299接入所述第三电阻R306与所述第四电阻R307的节点，另一路经所述第四电容C43接入所述第二运算放大器U26的反向输入端与所述第四电阻R307的节点，所述第二运算放大器U26的同向输入端接地。所述第二低通滤波器作为有源运放低通滤波器单端信号经过有源运放低通滤波器，实现第二阶滤波。
如图3所示，在本实施例中，所述主控板U1的型号为STM32F103RCT6，外挂8MHz时钟频率，配置内部9倍分频最高可以达到72MHz时钟频率。供电电压3.3V，即电平是3.3V；所述模数转换器位数是12位，最高采样率可以达到1MHz。
本实用新型的工作原理：音频输入1输入音频信号，经过第一低通滤波器、第二低通滤波器会将载波滤掉，将原始的音频信号传输给所述主控板U1的所述模数转换器的引脚，所述主控板U1的所述模数转换器进行连续采样，使用算法算出电压有效值，再计算出THD+N数值。
Claims (3)
1.一种总谐波失真加测噪音的检测装置，其特征在于：它包括第一运算放大器（U27）、第二运算放大器（U26）以及主控板（U1），所述主控板（U1）包括模数转换器，音频输入（1）经第一低通滤波器接入所述第一运算放大器（U27）的输入端，所述第一运算放大器（U27）的输出端经第二低通滤波器接入所述第二运算放大器（U26）的输入端，所述第二运算放大器（U26）的输出端与所述模数转换器连接，所述主控板（U1）经外部中位机与外部上位机连接。
2.根据权利要求1所述的一种总谐波失真加测噪音的检测装置，其特征在于：所述第一低通滤波器包括第一电阻（R300）、第一电容（C44）、第二电阻（R309）、第三电阻（R306）以及第二电容（C45），所述音频输入（1）包括Audio_IN_P端和Audio_IN_N端，所述Audio_IN_P端经所述第一电阻（R300）分两路，一路经所述第一电容（C44）接地，另一路接入所述第一运算放大器（U27）的同向输入端，所述Audio_IN_N端经所述第二电阻（R309）分两路，一路经所述第二电容（C45）接地，另一路接入所述第一运算放大器（U27）的反向输入端，所述第一运算放大器（U27）的输出端与所述第三电阻（R306）连接。
3.根据权利要求2所述的一种总谐波失真加测噪音的检测装置，其特征在于：所述第二低通滤波器包括第四电阻（R307）、第三电容（C46）、第五电阻（R299）以及第四电容（C43），所述第三电阻（R306）经所述第四电阻（R307）接入所述第二运算放大器（U26）的反向输入端，所述第三电阻（R306）与所述第四电阻（R307）的节点经所述第三电容（C46）接地，所述第二运算放大器（U26）的输出端分两路，一路经所述第五电阻（R299）接入所述第三电阻（R306）与所述第四电阻（R307）的节点，另一路经所述第四电容（C43）接入所述第二运算放大器（U26）的反向输入端与所述第四电阻（R307）的节点，所述第二运算放大器（U26）的同向输入端接地。
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