一种小信号放大电路的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  2

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一种小信号放大电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种小信号放大电路,其包括:用于将输入的差分电压信号进行噪声抑制及进行放大处理的放大电路;用于提供零点校正以保证在输入的差分电压信号是零时放大电路的输出电压也为零的零点校正电路,该零点校正电路的输出端连接放大电路;连接在放大电路输出端的低通滤波电路。本实用新型具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移等特点,采用仪表放大器及其外围电路来完成小信号放大及噪声抑制,可为后续数据采集提供稳定、可靠的模拟信号。本实用新型还具有电路结构简单、实现容易的优点。
【专利说明】—种小信号放大电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种放大电路,尤其是涉及一种既能对被测信号进行放大又能对外界干扰提供有效抑制的小信号放大电路。
【背景技术】
[0002]数字乳腺机手动或电动控制压迫器压迫乳腺时,压迫盘所承受的压迫力需要实时检测,其所承受的压迫力必须确保在某一阈值之内,当超过这一阈值时,其所受压迫力不能在增加,以确保乳腺患者乳腺安全。
[0003]数字乳腺机采用压力传感器来反馈压迫盘所承受压迫力,被测压迫力正比例于压力传感器输出信号。较大的压迫力作用于压迫盘,压力传感器输出较大的电压信号,较大的电压信号容易被检测和测量;较小的压迫力作用于压迫盘,压力传感器输出小的电压信号。由于数字乳腺机采用的压力传感器具有高精度、灵敏度等特点,当手动或电动控制压迫器施加给乳腺一个小的压迫力时,压力传感器输出小的极易受外界干扰的电压信号。因此,如何确保压力传感器输出的小的电压信号容易被检测且不受外界干扰,已成为当前继续解决的技术难题之一。
[0004]如图1所示为现有一种用于小信号放大的级连同相放大电路的示意图。
[0005]一般的放大器都是利用参数补偿原理的直接耦合或阻容耦合放大器,直接耦合放大器在放大有用直流信号的同时也放大了温漂,而阻容耦合放大器虽然能够抑制温漂,但不能用来放大微弱的直流信号或缓慢变化的信号,且在小信号放大电路中,由放大器所带来的噪声也是不可避免的。
实用新型内容
[0006]本实用新型提出一种既能对被测信号进行放大又能对外界干扰提供有效抑制的小信号放大电路,以较简单的模拟电路来实现压力传感器输出小信号的放大,并对噪声、温漂等干扰提供有效抑制。
[0007]本实用新型采用如下技术方案实现:一种小信号放大电路,其包括:用于将输入的差分电压信号进行噪声抑制及进行放大处理的放大电路;用于提供零点校正以保证在输入的差分电压信号是零时放大电路的输出电压也为零的零点校正电路,该零点校正电路的输出端连接放大电路;连接在放大电路输出端的低通滤波电路。
[0008]其中,放大电路包括级联的一级放大电路和二级放大电路。
[0009]其中,一级放大电路和二级放大电路均是由仪表放大器及外围电路组成。
[0010]其中,零点校正电路包括输出基准电压的运算放大器U1,以及依次串接的电阻R4、可变电阻VR2和电阻R3,可变电阻VR2的抽头耦接二级放大电路中仪表放大器U3的负输入端。
[0011]其中,低通滤波电路包括运算放大器U2、连接在二级放大电路中仪表放大器U3的输出端与运算放大器U2的正输入端之间的二阶RC有源滤波电路。[0012]与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:
[0013]本实用新型具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移等特点,采用仪表放大器及其外围电路来完成小信号放大及噪声抑制,可为后续数据采集提供稳定、可靠的模拟信号。本实用新型还具有电路结构简单、实现容易的优点。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是现有一种用于小信号放大的级连同相放大电路的示意图。
[0015]图2是本实用新型的小信号放大电路的结构示意图。
[0016]图3是本实用新型的部分电路示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图2所示,本实用新型提出的小信号放大电路包括:电源模块;依次连接的一级放大电路、二级放大电路和低通滤波电路,以及连接二级放大电路的零点校正电路。电源模块连接且为一级放大电路、二级放大电路、低通滤波电路和零点校正电路提供稳定可靠的电压。
[0018]压力传感器作为压力的信号转换器件,把压力值转换成差分电压信号。一级放大电路由仪表放大器及外围电路组成,对压力传感器输出的差分信号进行前置放大并对噪声进行有效抑制;二级放大电路也由仪表放大器及外围电路组成,对一级放大电路的输出信号作进一步放大,且放大倍数可调,以满足后续数据采集需求;低通滤波电路只允许指定频率段的信号通过,并将其余频率段的信号予以抑制;零点校正电路提供零点校正功能,以保证压力传感器没有信号输出时,整个放大电路输出电压为零。低通滤波电路的输出信号送AD模块进行模数转换,转换完成后MCU微处理器就可进行数字信号处理。
[0019]如图3所示为图2中二级放大电路、零点校正电路及低通滤波电路的示意图。二级放大电路和零点校正电路是由仪表放大器U3及其外围电路来实现。运算放大器Ul输出-2.5V基准电压,运算放大器Ul与电阻R4、可变电阻VR2、电阻R3等器件组成零点校正电路。当压迫盘未受压迫力时,假如压力传感器输出信号不为零,经一级放大电路放大,其输出信号VI也不等于零,通过调节零点校正电路上可调电阻VR2的阻值,使仪表放大器U3的负输入端上电压Vl等于VI,经仪表放大器U3等器件组成的二级放大电路,输出电压V2也就等于零,零点校正功能就实现了。信号V2经运算放大器U2及电阻R12、电阻Rl1、电容Cl和电容C2组成二阶RC有源滤波电路滤除干扰,就可给后续数据采集提供稳定、可靠的模拟信号。
【权利要求】
1.一种小信号放大电路,其特征在于,包括:用于将输入的差分电压信号进行噪声抑制及进行放大处理的放大电路;用于提供零点校正以保证在输入的差分电压信号是零时放大电路的输出电压也为零的零点校正电路,该零点校正电路的输出端连接放大电路;连接在放大电路输出端的低通滤波电路。
2.根据权利要求1所述一种小信号放大电路,其特征在于,放大电路包括级联的一级放大电路和二级放大电路。
3.根据权利要求2所述一种小信号放大电路,其特征在于,一级放大电路和二级放大电路均是由仪表放大器及外围电路组成。
4.根据权利要求3所述一种小信号放大电路,其特征在于,零点校正电路包括输出基准电压的运算放大器U1,以及依次串接的电阻R4、可变电阻VR2和电阻R3,可变电阻VR2的抽头耦接二级放大电路中仪表放大器U3的负输入端。
5.根据权利要求4所述一种小信号放大电路,其特征在于,低通滤波电路包括运算放大器U2、连接在二级放大电路中仪表放大器U3的输出端与运算放大器U2的正输入端之间的二阶RC有源滤波电路。
【文档编号】H03F1/26GK203416227SQ201320461944
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】黄斌, 李寿鲜 申请人:深圳市蓝韵实业有限公司

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