專利名稱：一種濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種放大/低通濾波器。
背景技術(shù)：
差分輸入單端輸出放太/低通濾波 器可與壓阻式、可變電容式等傳感器配套使用，采集加速、碰撞等信號(hào)。目前市場(chǎng)上還沒有類似的產(chǎn)品，僅有功能単一，單端輸入單端輸出、無(wú)零位調(diào)節(jié)校準(zhǔn)和直流偏置調(diào)節(jié)。為此，我們和多家用戶達(dá)成共識(shí)，開發(fā)該系列的差分輸入單端輸出放太/低通濾波器，它的研制成功，對(duì)于運(yùn)輸試驗(yàn)、汽車碰撞試驗(yàn)，航空航天飛行試驗(yàn)、爆炸效應(yīng)和結(jié)構(gòu)力學(xué)研究具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種既可做寬帶放大器使用，又可做低通濾波器使用的濾波器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)零位調(diào)節(jié)校準(zhǔn)和輸出直流偏置設(shè)置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種濾波器，包括八階低通濾波器，所述八階低通濾波器通過(guò)第一放大器、第二放大器與輸入端連接，通過(guò)第三放大器和浪涌保護(hù)裝置與輸出端連接，所述輸入端、輸出端均通過(guò)浪涌保護(hù)裝置接地；所述第一放大器設(shè)有增益檔位和第二電位器，所述增益檔位負(fù)責(zé)檔位選擇，所述第二電位器負(fù)責(zé)不平衡調(diào)節(jié)，所述第二放大器設(shè)有第一電位器且負(fù)責(zé)増益調(diào)節(jié)，所述第三放大器設(shè)有第三電位器且負(fù)責(zé)偏置調(diào)節(jié)。所述八階低通濾波器包括四個(gè)ニ階濾波器，第一個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第一電阻和第一電容且通過(guò)所述第一電容與第四放大器的2腳、I腳連接，另ー個(gè)RC支路包括第二電阻和第二電容且通過(guò)第二電阻與第四放大器的3腳連接、通過(guò)第二電容接地，第四放大器(U4A)的4腳接15V電壓、8腳接+15V電壓；第二個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第三電阻和第三電容且通過(guò)所述第三電容與第IV放大器的6腳、7腳連接、通過(guò)第三電阻與第四放大器的I腳和第一電容連接，另ー個(gè)RC支路包括第四電阻和第四電容且通過(guò)第四電阻與第IV放大器的5腳連接、通過(guò)第四電容接地；第三個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第五電阻和第五電容且通過(guò)所述第五電容與第五放大器的2腳、I腳連接、通過(guò)第五電阻與第IV放大器的7腳和第三電容連接，另ー個(gè)RC支路包括第六電阻和第六電容且通過(guò)第六電阻與第五放大器的3腳連接、通過(guò)第六電容接地，第五放大器(U5A)的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓；第四個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第七電阻和第七電容且通過(guò)所述第七電容與第V放大器的6腳、7腳連接、通過(guò)第七電阻與第五放大器的I腳和第五電容連接，另ー個(gè)RC支路包括第八電阻和第八電容且通過(guò)第八電阻與第V放大器的5腳連接、通過(guò)第八電容接地，所述第V放大器與轉(zhuǎn)換接線連接。所述第一放大器的4腳接-15V電壓、7腳接+15V電壓，I腳與増益檔位連接，8腳通過(guò)地十一電阻與増益檔位連接，5腳與第II放大器的7腳連接，2腳通過(guò)第十電阻與功率負(fù)輸出端連接，3腳通過(guò)第九電阻與功率正輸出端連接，2腳、3腳之間為第九電容，功率輸入端和功率輸出端之間為第一穩(wěn)壓器和第二穩(wěn)壓器并接地；第II放大器的6腳、7腳與第一放大器的5腳連接，第II放大器與第二電位器連接并通過(guò)第十一電容接地，第二電位器通過(guò)第十四電阻接-IOV電壓、通過(guò)第十五電阻接+15V電壓；所述第一放大器的6腳通過(guò)第十二電阻與第二放大器的2腳連接，并通過(guò)并聯(lián)的第十電容和第十三電阻與第一電位器連接，所述第一電位器與I腳引腿和所述第一電阻連接，第二放大器的4腳、8腳與電源連接，3腳接地，I腳與所述第一電阻連接。所述轉(zhuǎn)換接線W2的3腳與第V放大器(U5B)的7腳連接、I腳通過(guò)W2-1與第一電阻(R1)、第一電位器(RW1)、第二放大器(U2A)的I腳連接，5腳接地，所述轉(zhuǎn)換接線W2的2腳、4腳通過(guò)第十六電阻與第三放大器的2腳連接，通過(guò)并聯(lián)的第十七電阻和第十三電容及第三放大器的I腳與功率輸出端連接，通過(guò)第三穩(wěn)壓ニ極管接地，所述第三放大器(U3A)的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓，所述第三放大器的3腳與第三電位器連接，并通過(guò)第十二電容接地，第三電位器通過(guò)第十八電阻接+IOV電壓、通過(guò)第十九接-IOV電壓電源連接。 本實(shí)用新型具有如下有益效果，本實(shí)用新型濾波器采用差分輸入/單端輸出放大技術(shù)及插入式8階低通濾波器，可與壓阻式、可變電容式等傳感器配套使用，放大增益可調(diào)節(jié)，輸入直流不平衡可調(diào)節(jié)，輸出直流偏置可調(diào)節(jié)，通過(guò)外圍調(diào)節(jié)達(dá)到既可做寬帶放大器使用，又可做低通濾波器使用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了零位調(diào)節(jié)校準(zhǔn)和輸出直流偏置設(shè)置，有助于提高大型設(shè)備運(yùn)行安全，減少了對(duì)操作人員的傷害，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。本實(shí)用新型經(jīng)飛機(jī)試驗(yàn)應(yīng)用，效果非常好。

圖I為本實(shí)用新型濾波器結(jié)構(gòu)框圖圖2為本實(shí)用新型濾波器電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例，一種濾波器，包括八階低通濾波器且通過(guò)第一放大器U1、第二放大器U2A與輸入端連接，通過(guò)第三放大器U3A和浪涌保護(hù)裝置與輸出端連接，輸入端、輸出端均通過(guò)浪涌保護(hù)裝置接地；第一放大器Ul設(shè)有增益檔位Wl和第二電位器RW2，增益檔位Wl負(fù)責(zé)檔位選擇，第二電位器RW2負(fù)責(zé)不平衡調(diào)節(jié)，第二放大器U2A設(shè)有第一電位器RWl且負(fù)責(zé)增益調(diào)節(jié)，第三放大器U3A設(shè)有第三電位器RW3且負(fù)責(zé)偏置調(diào)節(jié)。八階低通濾波器包括四個(gè)ニ階濾波器，第一個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中一個(gè)RC支路包括第一電阻Rl和第一電容Cl且通過(guò)第一電容Cl與第四放大器U4A的2腳、I腳連接，另ー個(gè)RC支路包括第二電阻R2和第二電容C2且通過(guò)第二電阻R2與第四放大器U4A的3腳連接、通過(guò)第二電容C2接地，第四放大器U4A的4腳接15V電壓、8腳接+15V電壓；第二個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第三電阻R3和第三電容C3且通過(guò)第三電容C3與第IV放大器U4B的6腳、7腳連接、通過(guò)第三電阻R3與第四放大器U4A的I腳和第一電容Cl連接，另ー個(gè)RC支路包括第四電阻R4和第四電容C4且通過(guò)第四電阻R4與第IV放大器U4B的5腳連接、通過(guò)第四電容C4接地；第三個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路,其中一個(gè)RC支路包括第五電阻R5和第五電容C5且通過(guò)第五電容C5與第五放大器U5A的2腳、I腳連接、通過(guò)第五電阻R5與第IV放大器U4B的7腳和第三電容C3連接，另一個(gè)RC支路包括第六電阻R6和第六電容C6且通過(guò)第六電阻R6與第五放大器U5A的3腳連接、通過(guò)第六電容C6接地，第五放大器U5A的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓；第四個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第七電阻R7和第七電容C7且通過(guò)第七電容C7與第V放大器U5B的6腳、7腳連接、通過(guò)第七電阻R7與第五放大器U5A的I腳和第五電容C5連接，另ー個(gè)RC支路包括第八電阻R8和第八電容C8且通過(guò)第八電阻R8與第V放大器U5B的5腳連接、通過(guò)第八電容C8接地，第V放大器U5B與轉(zhuǎn)換接線W2連接。 第一放大器Ul的4腳接-15V電壓、7腳接+15V電壓，I腳與增益檔位Wl連接，8腳通過(guò)第十一電阻Rll與增益檔位Wl連接，5腳與第II放大器U2B的7腳連接，2腳通過(guò)第十電阻RlO與功率負(fù)輸出端連接，3腳通過(guò)第九電阻R9與功率正輸出端連接，2腳、3腳之間為第九電容C9，功率輸入端和功率輸出端之間為第一穩(wěn)壓器CRl和第二穩(wěn)壓器CR2并接地；第II放大器U2B的6腳、7腳與第一放大器Ul的5腳連接，第II放大器U2B與第二電位器RW2連接并通過(guò)第i^ 一電容Cl I接地，第二電位器RW2通過(guò)第十四電阻R14接-IOV電壓、通過(guò)第十五電阻R15接+15V電壓；第一放大器Ul的6腳通過(guò)第十二電阻R12與第二放大器U2A的2腳連接，并通過(guò)并聯(lián)的第十電容ClO和第十三電阻R13與第一電位器RWl連接，第一電位器RWl與轉(zhuǎn)換線接W2的I腳引腿W2-1和第一電阻Rl連接，第二放大器U2A的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓，3腳接地，I腳與第一電阻Rl連接。轉(zhuǎn)換接線W2的3腳與第V放大器U5B的7腳連接、I腳通過(guò)W2-1與第一電阻R1、第一電位器RWl、第二放大器U2A的I腳連接，5腳接地，轉(zhuǎn)換接線W2的2腳、4腳通過(guò)第十六電阻R16與第三放大器U3A的2腳連接、通過(guò)并聯(lián)的第十七電阻R17和第十三電容C13及第三放大器U3A的I腳與功率輸出端連接，通過(guò)第三穩(wěn)壓ニ極管CR3接地，第三放大器U3A的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓，第三放大器U3A的3腳與第三電位器RW3連接，并通過(guò)第十二電容C12接地，第三電位器RW3通過(guò)第十八電阻R18接+IOV電壓、通過(guò)第十九R19接-IOV電壓。工作原理I.差分輸入單端輸出的建立儀表放大器由于其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、寬電源供電范圍等一系列優(yōu)點(diǎn)，它既能對(duì)單端信號(hào)又能對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行放大。采用儀表放大器只需ー個(gè)外部電阻就可以設(shè)置I至10000之間的任意増益值，內(nèi)部輸入保護(hù)能夠長(zhǎng)期耐受±40V，失調(diào)電壓低(50μ V)，漂移小(O. 25μ V/°C)，共模抑制比高(G=IOOO時(shí)為50dB)。圖2中第一放大器Ul為差分放大器，其增益值只用ー個(gè)電阻即第十一 Rll就可以設(shè)置，轉(zhuǎn)換接線Wi的①-②短接，公式如下K=l+50kQ/Rll(I)公式(I)中的“50kQ”這ー項(xiàng)是第一放大器Ul兩個(gè)內(nèi)部反饋電阻的和。2.失調(diào)/偏移的修正圖2所示為采用第II放大器U2B回路來(lái)修正輸出偏離電壓，調(diào)節(jié)第二電位器Rw2實(shí)現(xiàn)失調(diào)/偏移調(diào)節(jié)。在這個(gè)結(jié)點(diǎn)上必須使用低電阻來(lái)保證良好的共模抑制比，用ー個(gè)運(yùn)算放大器進(jìn)行緩沖就可以達(dá)到這個(gè)目的。3.前置放大器圖2中差分放大器的輸出信號(hào)到第十二電阻R12，進(jìn)入前置放大器即第二放大器U2A 進(jìn)行反相放大，即Vo/Vi=-(R13+Rwl)/R12第一電位器Rwl用來(lái)進(jìn)行增益微調(diào)，第十電容ClO的作用是消除高頻干擾。4.八階低通濾波器圖2中低通采用八階低通濾波器，也就是四個(gè)ニ階低通濾波器回路串聯(lián)而成，第一個(gè)ニ階低通濾波器拐點(diǎn)頻率·[0029]fo= {[I/(R1 XR2XCl XC2) ]1/2[I/(2 π )]}通帶增益由于四個(gè)ニ階低通濾波器回路采用射極跟隨器，因此通帶增益為OdB。5.可調(diào)偏置放大器圖2中經(jīng)前置放大器或八階低通濾波器(調(diào)節(jié)W2實(shí)現(xiàn))來(lái)的信號(hào)需放大使輸出信號(hào)達(dá)到用戶要求的幅值，同時(shí)由于需要疊加直流分量，采用圖2所示電路中回路完成。V0=- [Vin*R17/ (R16+R17) -V3] * (R16+R17) /R16由上式可以看出，電路的輸出電壓與兩個(gè)輸入電壓之差成正比，實(shí)現(xiàn)了可調(diào)偏置運(yùn)算。調(diào)節(jié)電阻Rw3可改變輸出信號(hào)的幅值和直流偏置，在實(shí)際電路中我們?cè)诖耸褂昧司茈娢黄?，使電路調(diào)整更為方便。6.保護(hù)功能輸入輸出端采用了瞬態(tài)抑制器保護(hù)，可抗1500W峰值脈沖功率1ms。該濾波器采用精密儀表放大器實(shí)現(xiàn)差分輸入、單端輸出，同時(shí)增益檔位Wl和第二電位器RW2完成増益檔位調(diào)節(jié)和不平衡調(diào)節(jié)。采用低功耗、低輸入失調(diào)電壓放大器實(shí)現(xiàn)前置放大、増益微調(diào)節(jié)、8階低通濾波器的設(shè)計(jì)。采用具有超低諧波失真、低噪聲、高増益帶寬的高性能音頻放大器，實(shí)現(xiàn)輸出直流偏置可調(diào)節(jié)的輸出放大功能。采用瞬態(tài)保護(hù)電路，完成輸入、輸出、供電端的1500W/1MS峰值脈動(dòng)功率的瞬態(tài)保護(hù)。內(nèi)部采用轉(zhuǎn)換接線W2，實(shí)現(xiàn)了選擇寬頻帶或?yàn)V波后輸出。
權(quán)利要求1.一種濾波器，其特征在于一種濾波器，包括八階低通濾波器，所述八階低通濾波器通過(guò)第一放大器(Ul )、第二放大器(U2A)與輸入端連接，通過(guò)第三放大器(U3A)和浪涌保護(hù)裝置與輸出端連接，所述輸入端、輸出端均通過(guò)浪涌保護(hù)裝置接地；所述第一放大器(Ul)設(shè)有增益檔位(Wl)和第二電位器(RW2)，所述增益檔位(Wl)負(fù)責(zé)檔位選擇，所述第二電位器(RW2)負(fù)責(zé)不平衡調(diào)節(jié)，所述第二放大器(U2A)設(shè)有第一電位器(RWl)且負(fù)責(zé)増益調(diào)節(jié)，所述第三放大器(U3A)設(shè)有第三電位器(RW3)且負(fù)責(zé)偏置調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求I所述的濾波器，其特征在于所述八階低通濾波器包括四個(gè)ニ階濾波器，第一個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第一電阻(Rl)和第一電容(Cl)且通過(guò)所述第一電容(Cl)與第四放大器(U4A)的2腳、I腳連接，另ー個(gè)RC支路包括第二電阻(R2)和第二電容(C2)且通過(guò)第二電阻(R2)與第四放大器(U4A)的3腳連接、通過(guò)第二電容(C2)接地，第四放大器(U4A)的4腳接15V電壓、8腳接+15V電壓；第二個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第三電阻(R3)和第三電容(C3)且通過(guò)所述第三電容(C3)與第IV放大器(U4B)的6腳、7腳連接、通過(guò)第三電阻(R3)與第四放大器(U4A)的I腳和第一電容(Cl)連接，另ー個(gè)RC支路包括第四電阻(R4)和第四電容(C4)且通過(guò)第 四電阻(R4)與第IV放大器(U4B)的5腳連接、通過(guò)第四電容(C4)接地；第三個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第五電阻(R5)和第五電容(C5)且通過(guò)所述第五電容(C5)與第五放大器(U5A)的2腳、I腳連接、通過(guò)第五電阻(R5)與第IV放大器(U4B)的7腳和第三電容(C3)連接，另ー個(gè)RC支路包括第六電阻(R6)和第六電容(C6)且通過(guò)第六電阻(R6)與第五放大器(U5A)的3腳連接、通過(guò)第六電容(C6)接地,第五放大器(U5A)的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓；第四個(gè)ニ階濾波器包括兩個(gè)RC支路，其中ー個(gè)RC支路包括第七電阻(R7)和第七電容(C7)且通過(guò)所述第七電容(C7)與第V放大器(U5B)的6腳、7腳連接、通過(guò)第七電阻(R7)與第五放大器(U5A)的I腳和第五電容(C5)連接，另ー個(gè)RC支路包括第八電阻(R8)和第八電容(CS)且通過(guò)第八電阻(R8)與第V放大器(U5B)的5腳連接、通過(guò)第八電容(C8)接地，所述第V放大器(U5B)與轉(zhuǎn)換接線(W2)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的濾波器，其特征在于所述第一放大器(Ul)的4腳接-15V電壓、7腳接+15V電壓，I腳與增益檔位(Wl)連接，8腳通過(guò)第i^一電阻(RlI)與增益檔位(Wl)連接，5腳與第II放大器(U2B)的7腳連接，2腳通過(guò)第十電阻(RlO)與功率負(fù)輸出端連接，3腳通過(guò)第九電阻(R9)與功率正輸出端連接，2腳、3腳之間為第九電容(C9)，功率輸入端和功率輸出端之間為第一穩(wěn)壓器(CRl)和第二穩(wěn)壓器(CR2)并接地；第II放大器(U2B)的6腳、7腳與第一放大器(Ul)的5腳連接，第II放大器(U2B)與第二電位器(RW2)連接并通過(guò)第i^一電容(Cll)接地，第二電位器(RW2)通過(guò)第十四電阻(R14)接-IOV電壓、通過(guò)第十五電阻(R15)接+15V電壓；；所述第一放大器(Ul)的6腳通過(guò)第十二電阻(R12)與第二放大器(U2A)的2腳連接，并通過(guò)并聯(lián)的第十電容(ClO)和第十三電阻(R13)與第一電位器(RWl)連接，所述第一電位器(RWl)與轉(zhuǎn)換線接W2的I腳引腿W2-1和所述第一電阻(Rl)連接，第二放大器(U2A)的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓，3腳接地，I腳與所述第一電阻(Rl)連接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的濾波器，其特征在于所述轉(zhuǎn)換接線W2的3腳與第V放大器(U5B)的7腳連接、I腳通過(guò)W2-1與第一電阻(R1)、第一電位器(RW1)、第二放大器(U2A)的I腳連接，5腳接地，所述轉(zhuǎn)換接線(W2)的2腳、4腳通過(guò)第十六電阻(R16)與第三放大器(U3A)的2腳連接、通過(guò)并聯(lián)的第十七電阻(R17)和第十三電容(C13)及第三放大器(U3A )的I腳與功率輸出端連接，通過(guò)第三穩(wěn)壓ニ極管(CR3)接地，所述第三放大器(U3A)的4腳接-15V電壓、8腳接+15V電壓，所述第三放大器(U3A)的3腳與第三電位器(RW3)連接，并通過(guò)第十二電容(C12)接地，第三電位器(RW3)通過(guò)第十八電阻(R18)接+IOV電壓、通過(guò)第十九(R19)接-IOV電壓。
專利摘要一種濾波器，其特征在于包括八階低通濾波器，所述八階低通濾波器通過(guò)第一放大器U1、第二放大器U2A與輸入端連接，通過(guò)第三放大器U3A和浪涌保護(hù)裝置與輸出端連接，所述輸入端、輸出端均通過(guò)浪涌保護(hù)裝置接地；所述第一放大器U1設(shè)有增益檔位W1和第二電位器RW2，所述增益檔位W1負(fù)責(zé)檔位選擇，所述第二電位器RW2負(fù)責(zé)不平衡調(diào)節(jié)，所述第二放大器U2A設(shè)有第一電位器RW1且負(fù)責(zé)增益調(diào)節(jié)，所述第三放大器U3A設(shè)有第三電位器RW3且負(fù)責(zé)偏置調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型同時(shí)實(shí)現(xiàn)了零位調(diào)節(jié)校準(zhǔn)和輸出直流偏置設(shè)置，有助于提高大型設(shè)備運(yùn)行安全，減少了對(duì)操作人員的傷害，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。本實(shí)用新型經(jīng)飛機(jī)試驗(yàn)應(yīng)用，效果非常好。
文檔編號(hào)H03F3/45GK202652162SQ20122028678
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者張 杰, 霰軍憲, 劉創(chuàng)軍, 趙鋒利 申請(qǐng)人:陜西三恒電子科技有限公司