[发明专利]一种超低频信号滤波放大整形电路

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其是涉及一种超低频信号滤波放大整形电路。

背景技术

超低频通信技术是当今世界的一个新兴研究领域，在水下通信系统、海洋、地震检测、核废料处理和环境保护等方面具有广泛的应用前景。

工程中，经常采用对建筑结构环境振动的检测来确定结构的动力特性、核验施工中有无重大的质量问题、检测建筑结构的可靠性、评估建筑结构的安全裕度。一般工程建筑结构的环境振动固有频率多比较低，在0.5Hz～10ltz之间，通常采用拾振器进行检测。随着高层建筑、高耸建筑结构、大跨度桥梁的不断出现，这些建筑结构的环境振动的频率更低。例如上海金茂大厦固有频率为0.162Hz，天津电视塔固有频率为0.176Hz；铜陵长江大桥固有频率为0.32Hz。这些都属于超低频振动信号，由于信号振幅变化缓慢，周期很长，环境干扰和测量系统漂移等因素，对于超低频信号的采集与处理系统的稳定性和精度的要求都很高，并且在电路中更加注重信号的直流特性，尽可能的保持信号直流特性的完整性。

一般的当我们接受到一个超低频信号时，它并不能被我们直接观察和分析，而是只有在通过一定的电路处理使之进行滤波、放大、整形输出以后，才可以变成能让我们观察、分析和处理的稳定状态的信号。所以说对于工程上的一般信号必须经过处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种滤波放大整形电路，使得别检测到的信号能被直接使用。

为了满足上述目的本发明采用如下技术方案：

一种超低频信号滤波放大整形电路，包括滤波电路、波形转换电路和电源电路，所述滤波电路为反相四阶低通滤波器，包括两个串联的二阶低通滤波器，每一个二阶低通滤波器的输入与输出之间设置有RC回路；

所述波形转换电路是由定时器组成的单稳态触发器；

所述电源电路的电压输出端连接三端稳压器；

所述其中一个二阶低通滤波器的输入端外接信号输入，另一个二阶低通滤波器的输出端连接到波形转换电路中定时器的输入端。

在上述技术方案中，所述滤波电路的通带增益Ao=20db,通带频率fc=10Hz,通带增益纹波Rp=1db,截止带频率fs=40Hz,截止带衰减-30dB。

在上述技术方案中，所述电源电路为倍压整流电路，或为集成运算电路。

在上述技术方案中，所述二阶低通滤波器可采用压控电压源二阶滤波器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的思路是利用已有原理，开发出一种简单可靠的滤波整形电路，和现有的很多电路相比，构成本电路的器件成本低，滤波整形的效果相当好，该电路能直接应用到各种仪器设备或直接利用本电路进行二次开发。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是滤波放大电路；

图2是单稳态触发器；

图3是倍压整流电路；

图4是集成运算电路；

图5是模拟出的波形图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的方案采用反相输入四阶低通滤波器，即由两个二阶低通滤波器串联起来。这里的反相输入二阶低通电路与同相输入电路类似，在每一个滤波器的输入与输出之间增加了RC回路，可以使滤波器的过滤带变窄，衰减斜率的值增大。为了改善fo附近的频率特性，也可以采用压控电压源二阶滤波器相似的方法，即多路反馈的方法。

在本电路中，所述滤波电路的通带增益Ao=20db,通带频率fc=10Hz,通带增益纹波Rp=1db,截止带频率fs=40Hz,截止带衰减-30dB。

如图2所示，波形转换电路是由555定时器组成的单稳态触发器。当输入小于1/3VCC时输出为高电平1，当输入大于1/3VCC小于2/3VCC时输出保持不变，当输入的数值大于2/3VCC时，输出为低电平，只要有确定的VCC值，再输入正弦波就能使通过施密特触发器的波随时间完成高低电平的转换，从而形成方波。

如图3所示，是倍压整流电路，该电路的特点就是应用在高电压、小电流的地方，可以把较低的交流电压用耐压较低的整流二极管和电容器，整流出一个较高的直流电压。一个5V,1KHz的正弦信号经过三极管推挽放大后，利用倍压整流得到所需负电压（+5V变-4V），然后再利用三端稳压器将电压稳定在-5V。但是倍压整流电路复杂，而且得到的电压稳定性不是特别好，因此该电路可以由其他同类电路代替。