M30290FAHPU5A通滤波器的衰减速率
发布时间:2019/11/10 11:43:17 访问次数:1576
M30290FAHPU5A心电放大器仿真结果，输人输出波形，差模增益的幅频响应 共模增益的幅频响应为89.5%。若将R4、R7的精度提高到0.25%,则差模电压增益最小为39.4,共模电压增益最大为2.9×10ˉ3,可以保证共模抑制比大于80 dB的成品率为100%。
由此看出仪用放大器的共模抑制比取决于电阻精度和A1与A2的匹配程度(对A1与A2的参数进行分析也能得到同样的结果)。但是采用精度这样高的电阻并不是最佳的方案,实际上简单而有效的办法是在相应的支路上串接一个精密电位器,如图11.2.3中的Rpl′Rp2等,通过调节电位器将电路调整到最佳匹配状态。
实验调试,通过计算机仿真调试后,最后还应在实验板上搭接实际电路进行实验调试。具体调试方法和过程在实验课中解决,这里不再叙述。
关于印制板制备和整机测试这里也不再讨论。请读者参阅有关参考文献。SPICE程序不仅能对具体电路进行仿真,而且还能对电路框图进行仿真,验证设计方案在原理上是否可行。例11,2,2说明了这一仿真方法的应用。
例11.2,2 采用如图11.2,5所示的设计方案,设计一个包括方波发生器、积分器和带通滤波器三个部分在街的、能产生方波、三角改和正弦茨的信号发生器。要求正弦波的谐波失真系数小于1%。
方波、三角波和正弦波信号发生器的方框图
解:初步拟定方波发生器的电路如图11.2,6a所示,改变时间常数RC,即可改变方波的频率。现假设R=1 kΩ,当C分别为1 uF和0.47 uF时,进行Time Domain(时域)分析,得到vo1的波形如图11.2.6b所示,两个波形的周期分别约为2.2 ms和1.04 ms,则频率为454.55 Hz和961.54 Hz。
用时域分析观察uo1、uo2和uo33的波形,从而判断此方案在原理上是否可行。
图11.2.5框图中的积分器和带通滤波器用积分器运算模型(INTEG)和带通滤波器运算模型(BANDPAss)代替,加上方波产生电路得到图11,2.7所示电路。不断调整积分器和带通滤波器的有关参数,观察uo1t、uo2和uo3的波形直到较合适为止。当积分器IT的比例系数(GAIN)取1000,电容取0.47uF,带通滤波器BP的下限截止频率设置为94.1 Hz,上限截止频率设置为981 Hz,中心频率为961 Hz(方波的频率约为961 Hz),通带外衰减速率定为40 dB/十倍频程①时,vo1、Vo2和uo3的波形如图11.2.8所示。
BANDPASS模型中有6个参数必须定义,它们是F0(Lowcr stopband frequency)、F1(Lowcr pass band frequency)、F2(Upper passband frequency)、F3(Upper stopband frequency)、RIPPLE(Ripple specˉcation)和STOP(Stopband attenuation),本例中FO=94,1 Hz, F1=941 Hz,F2=981 Hz, F3=9.81 kHz,
RIPPLE=0.1 dB,sTOP=40 dB。此时带通滤波器的屁=961 Hz,BW≈77.69 Hz,O=fo/B7≈12.37。
积分器带通滤波器,方波发生器(a)原理图 (b)C=l uF和C=0.47 uF时uo1的波形由波形看出此方案在原理上是可行的。
对uo输出的正弦波再进行傅里叶分析,仿真得到总谐波失真系数为0.4707925%,满足要求(分析到10次谐波)。
现将带通滤波器的衰减速率改为20dB/十倍频程再仿真(此时BW≈262 Hz,0≈3.67),得到总谐波失真系数为1.218184%,超过了1%。也就是说,至少要采用二阶以上的带通滤波器才能满足要求。
值得注意的是,当基波(方波)的频率变化时,带通滤波器的中心频率fo也要随之变化，否则将无法满足谐波失真的要求．
深圳市唯有度科技有限公司http://wydkj.51dzw.com/
M30290FAHPU5A心电放大器仿真结果，输人输出波形，差模增益的幅频响应 共模增益的幅频响应为89.5%。若将R4、R7的精度提高到0.25%,则差模电压增益最小为39.4,共模电压增益最大为2.9×10ˉ3,可以保证共模抑制比大于80 dB的成品率为100%。
由此看出仪用放大器的共模抑制比取决于电阻精度和A1与A2的匹配程度(对A1与A2的参数进行分析也能得到同样的结果)。但是采用精度这样高的电阻并不是最佳的方案,实际上简单而有效的办法是在相应的支路上串接一个精密电位器,如图11.2.3中的Rpl′Rp2等,通过调节电位器将电路调整到最佳匹配状态。
实验调试,通过计算机仿真调试后,最后还应在实验板上搭接实际电路进行实验调试。具体调试方法和过程在实验课中解决,这里不再叙述。
关于印制板制备和整机测试这里也不再讨论。请读者参阅有关参考文献。SPICE程序不仅能对具体电路进行仿真,而且还能对电路框图进行仿真,验证设计方案在原理上是否可行。例11,2,2说明了这一仿真方法的应用。
例11.2,2 采用如图11.2,5所示的设计方案,设计一个包括方波发生器、积分器和带通滤波器三个部分在街的、能产生方波、三角改和正弦茨的信号发生器。要求正弦波的谐波失真系数小于1%。
方波、三角波和正弦波信号发生器的方框图
解:初步拟定方波发生器的电路如图11.2,6a所示,改变时间常数RC,即可改变方波的频率。现假设R=1 kΩ,当C分别为1 uF和0.47 uF时,进行Time Domain(时域)分析,得到vo1的波形如图11.2.6b所示,两个波形的周期分别约为2.2 ms和1.04 ms,则频率为454.55 Hz和961.54 Hz。
用时域分析观察uo1、uo2和uo33的波形,从而判断此方案在原理上是否可行。
图11.2.5框图中的积分器和带通滤波器用积分器运算模型(INTEG)和带通滤波器运算模型(BANDPAss)代替,加上方波产生电路得到图11,2.7所示电路。不断调整积分器和带通滤波器的有关参数,观察uo1t、uo2和uo3的波形直到较合适为止。当积分器IT的比例系数(GAIN)取1000,电容取0.47uF,带通滤波器BP的下限截止频率设置为94.1 Hz,上限截止频率设置为981 Hz,中心频率为961 Hz(方波的频率约为961 Hz),通带外衰减速率定为40 dB/十倍频程①时,vo1、Vo2和uo3的波形如图11.2.8所示。
BANDPASS模型中有6个参数必须定义,它们是F0(Lowcr stopband frequency)、F1(Lowcr pass band frequency)、F2(Upper passband frequency)、F3(Upper stopband frequency)、RIPPLE(Ripple specˉcation)和STOP(Stopband attenuation),本例中FO=94,1 Hz, F1=941 Hz,F2=981 Hz, F3=9.81 kHz,
RIPPLE=0.1 dB,sTOP=40 dB。此时带通滤波器的屁=961 Hz,BW≈77.69 Hz,O=fo/B7≈12.37。
积分器带通滤波器,方波发生器(a)原理图 (b)C=l uF和C=0.47 uF时uo1的波形由波形看出此方案在原理上是可行的。
对uo输出的正弦波再进行傅里叶分析,仿真得到总谐波失真系数为0.4707925%,满足要求(分析到10次谐波)。
现将带通滤波器的衰减速率改为20dB/十倍频程再仿真(此时BW≈262 Hz,0≈3.67),得到总谐波失真系数为1.218184%,超过了1%。也就是说,至少要采用二阶以上的带通滤波器才能满足要求。
值得注意的是,当基波(方波)的频率变化时,带通滤波器的中心频率fo也要随之变化，否则将无法满足谐波失真的要求．
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