CN2704969Y - 微弱信号程控放大器 - Google Patents

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魏民祥
郭万林
姜开
冯谦
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Abstract

一种涉及微弱信号程控放大器包括由运算放大器(A1)组成前级放大，由程控放大器(A2)组成二级放大，由阻容滤波电路和运算放大器(A3)组成一级滤波电路，由阻容滤波电路和运算放大器(A4)组成二级滤波电路。本放大器具有极高的交流共模抑制比，且随着增益的增加而增大，对工频噪声和谐波有高效的抑制作用；放大器增益具有程控放大作用，根据输入信号的强弱，选择程控增益的大小；具有低通滤波器，滤出高频干扰；体积小，模块式器件，最大放大倍数可达16000倍。

Description

微弱信号程控放大器
技术领域
本实用新型涉及一种微弱信号程控放大器
背景技术
微弱信号检测技术是一门新兴的技术学科，是利用电子学、信息论和物理学的方法，分析噪声的原理和规律，研究被测信号的特点与相关性，检测被噪声背景淹没的微弱信号，目前已被广泛的应用于光、电、磁、热、生物、力学、医学、环保、材料等领域。能在噪声背景中检测微弱信号的检测仪器，为现代科学技术和工农业生产提供了强有力的测试手段，成为进行科学研究不可缺少的辅助工具。对微弱信号检测理论、方法和设备的研究成为检测技术领域的一个热点。进行研究的主要目的是希望利用技术方法消除检测过程中的各种影响因素，提取真实有用的信号，为科研人员提供准确的信息。
在一个微弱信号测量系统中，放大电路发挥着关键性的作用，利用它可以将各类传感器输出的微弱信号不失真的放大到二次仪表可以识别的范围。但是，在信号提取过程中，由于电信号非常微弱(比如生物电信号通常在几十至几百微伏)，所以极易受到外界的干扰而被淹没于噪声之中。常见的如电源噪声干扰、50HZ工频干扰等，而且放大电路本身的噪声性能和频率特性也直接影响到信号的提取精度。因此，常规放大器屏蔽性能是不够的，应在测量前，针对不同对象全面了解所有可能的干扰源，然后根据需要采取必要措施，以消除影响，保证提取信号的精度。在对应变信号进行测量时，应变片输出信号通常在几十至几百微伏，因此干扰信号的存在将严重影响测试结果的精度。目前，国产动态应变仪由于其放大电路频带、增益以及输出噪声等综合指标不够理想，而且普通的微伏信号放大器体积较大，使信号放大部分不能嵌入特定的系统内部，使用非常不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种信号失真度测量误差小，电路体积小，有利于电路集成化的，能提取微弱信号及信号滤波，能满足实际测量需要，使用方便的适用于应变信号放大的微弱信号程控放大器。为实现上述目的，本微弱信号程控放大器包括由运算放大器组成前级放大电路，此前级放大电路的输出经电阻分压后连于由程控放大器组成的第二级放大电路，此二级放大电路的输出经电阻分压后连于由阻容滤波电路和运算放大器组成的一级滤波电路其输出再连于由阻容滤波电路和运算放大器组成的二级滤波电路，二级滤波电路的输出连于限压电路。
本放大器具有如下技术特点：
1，具有极高的交流共模抑制比，且随着增益的增加而增大，即使频率达200Hz时，共模抑制比仍然保持常数，对工频(50Hz)噪声和谐波有高频的抑制作用，特别适用于应变信号放大；
2，放大器增益具有程控放大作用，可以根据输入信号的强弱，合理选择程控增益的大小，使输出信号始终在0～5V，程控增益：1，2，4，8，16；
3，具有低通滤波器，滤出高频干扰；
4，体积小，模块式器件，可以方便地应用到各种系统中；
5，最大放大倍数可达16000倍，并可根据需要调节放大倍数。
附图说明
图1(a)是微弱信号程控放大器电路原理图。(b)电源模块。
图1(a)中的符号名称：A1-运算放大器，A2-程控放大器，A3、A4-运算放大器，图1(b)的A5-电源模块。
具体实施方式
图1(a)的本微弱信号程控放大原理电路图，第一级信号放大模块A1的输出经电阻R2、R3分压后连于第二级程控放大模块A2，其输出经电阻R4、R5分压后连于由阻容滤波电路和运算放大模块A3组成的第一级滤波电路，其输出经电阻R10连于由阻容滤波电路和运算放大模块A4组成的第二级滤波电路，再经稳压电路输出。A1为ADXXX、A2为ADXXX、A3、A4为OP-XX。本微弱信号放大器的可采用如图1(b)所示的电源模块，供电范围1.5～5V即可；也可采用干电池作为电源使用方便。
本微弱信号放大器主要应用于应变信号放大；还可用于生物信号放大及混浊度测仪的微伏信号放大。

Claims (1)

1、一种微弱信号程控放大器，其特征在于包括由运算放大器组成前级放大电路，本级的输出经电阻分压后连于由程控放大器组成第二级放大电路，此级的输出经电阻分压后连于由阻容滤波电路和运算放大器组成第一级滤波电路，其输出再连于由阻容滤波电路和运算放大器组成第二级滤波电路。
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