2012年TI杯四川省电子设计大赛A题(本科)设计报告--微弱信号检测(5)

2012年TI杯四川省电子设计大赛A题(本科)设计报告 微弱信号检测装置

为了达到设计要求，要求检测出频率在500Hz～2KHz的信号，所以设计带通滤波器。带通滤波器是由低通滤波器和高通滤波器串联构成，对于低通滤波器有上限截止频率即为带通滤波器的上限截止频率，对于高通滤波器有下限截止频率即为带通滤波器的下限截止频率。

在本设计中，采用单个集成运放OP2340构成压控电压源二阶带通滤波电路。二阶带通滤波器电路如图（2.1）所示，电路的传输函数为：

Af

Au(s)

R1C

1

s

C

2

s

11 R R

2 1

Auo

s2

o

Q

s

（2.1）

2 111

(1 A)s f R R1R2R3C2 3

o

Q

2

s o

o 是带通滤波器的中心角频率。 1、 2分别为带通滤波器的高、低截止角频率。中心角频率： o

1

R3C2

11 RR 或f0 1/(2 R C) （2.2）

2 1

0

Q

1 211

(1 A)f （2.3） C R3R1R2

中心角频率 o处的电压放大倍数： Auo

Af

111 R1 (1 Af)

R3 R1R2

（2.4）

式（2.4）中，Af 1

R5

图4带通滤波电路 R4

通带带宽： BW 2 1 或 f f2 f1

BW

0

Q

1 211

(1 A)f （2.5） C R3R1R2

f0

(BW 0时） （2.6） f

Q

0

BW

本设计要求设计的带通滤波器，指标要求为：滤出500Hz～2KHz的信号频率，通频带

f0 2000 500Hz 1500Hz；通带中心频率为f0 (2000 500) 2 500 1250Hz。 假定下限截止频率为f1 500Hz，上限截止频率为f2 2KHz，给定的电容的容量为200PF,由此可以算出所需要的电阻阻值。为了方便起见，固定阻值的电阻换成阻值较大的电位器。 高通滤波下限截止频率求出所需电阻：f1 1/(2 R1 200 10 6) 由计算得： R1 1592356Ω

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