[发明专利]一种可编程有源带通滤波放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种可编程有源带通滤波放大电路，属于电路技术领域。

背景技术

有源带通滤波放大电路是信号处理的重要电子单元。该电路主要由有源带通滤波电路单元和放大器电路单元组成，实现信号的带通滤波和放大功能。传统的有源带通滤波放大电路由多电源输入、多个运算放大器组成，设计结构复杂。

发明内容

本发明的目的：本发明提供一种可编程有源带通滤波放大电路，可由单电源供电，实现输入信号的带通滤波和放大，且输出信号具有直流分量。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种可编程有源带通滤波放大电路，其特征是，包括电平转换单元、前置放大电路单元和滤波放大电路单元；

电平转换单元将输入的电源电压转换后输出一直流电压分量；

电平转换单元输出的直流电压分量添加至前置放大电路单元的输入信号中，经前置放大电路单元放大，输出具有直流电压分量的初步放大信号；

再通过滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路，输出经带通滤波和放大后的具有直流分量的输出信号。

4阶有源带通滤波放大电路包括MAX274芯片和与MAX274芯片对应编程引脚连接的8个可编程电阻，实现2kHz～120kHz的有源滤波。

电平转换单元将输入的+12V电源电压分压后通过运算放大器输出直流电压分量+4.8V电压。

前置放大电路单元将输入信号fin进行初步放大，并为信号添加电平转换单元输出的直流电压分量+4.8V，经放大后产生输出信号fo。

输入信号fin经电容C22、第九电阻R119输入至运算放大器的反相输入端，电平转换单元输出的直流电压分量+4.8V输入至运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端输出为输出信号fo；运算放大器的输出端经第八电阻R118反馈至运算放大器的反相输入端。

滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路组成两个带通滤波器，分别实现2kHz～30kHz和70kHz～120kHz的4阶带通滤波放大。

本发明创造的优点以及达到的效果：

（1）单电源工作。

系统使用单电源工作，用于为信号添加直流分量的电压由电平转换单元产生，故避免了多个外接电源的引入，简化系统设计。

（2）可编程带通滤波。

单个4阶有源带通滤波放大电路由MAX274中2个2阶有源滤波器和8个可编程电阻等组成，可根据不同的需求实现2kHz～120kHz的有源带通滤波。带通滤波放大信号的中心频率、转折频率、Q值和放大倍数等由编程电阻决定，便于调节，使用更为灵活。

（3）信号增益便于调节。

前置放大电路单元对信号的放大倍数为A_F1，滤波放大电路对信号的放大倍数为A_F2，因此系统输出信号总增益为A_F＝A_F1+A_F2。

A_F1可通过电阻R119进行调节，A_F2可通过编程电阻进行调节，且调节A_F1更为便捷。

附图说明

图 1  系统硬件框架；

图2  电平转换单元；

图3  前置放大电路单元；

图4  滤波放大电路单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

配合本发明实现的硬件系统如图1所示。系统主要由电平转换单元、前置放大电路单元和滤波放大电路单元组成。其中电平转换单元的输出电压为输入至前置放大电路单元中的输入信号添加直流分量，经前置放大电路单元放大输出具有直流分量的初步放大信号，再通过滤波放大电路单元中的4阶有源带通滤波放大电路，输出经带通滤波和放大后的具有直流分量的信号。4阶有源带通滤波放大电路由MAX274和8个可编程电阻组成，可实现2kHz～120kHz的有源滤波。

各个功能电路的设计过程详细论述如下。

（1）电平转换单元