,电路的差动闭环增益为Kd=1+R4R3,带入得放大100倍。4.3线性全波检波电路及原理原理:经过放大以后的波形仍为调幅波,必须用检波器将它还原为被检测应变信号的波形。本次设计只测量压力大小,所以不需要判别力的方向,即不需要判断输入信号的相位,只需要将其大小检出即可,所以本设计采用精密线性全波检波电路如上图所示;本设计用全波精密检波电路进行包络检波和绝对值的计算,图中U5为反相放大器,U3为电压跟随器。Vof>0时,D2和D4导通,D1、D3截止,uo=Vof;Vof<0时,D1、D3导通,D2和D34截止,取R5=R7,Vo=-uo,所以输出uo始终为Vof的绝对值,为减小偏置电流影响,取R6=R5∥R7,R8=R9;由于检波电路不对信号进行放大,故只要保证阻值关系即可。这里的输入阻抗不能过大,经过软件仿真,若取R5为20kΩ,用示波器查看发现Vof为负的时候波形偏移失真较严重,故须减小输入端所加的电阻,为了避免电路设计所使用的电阻值种类过多,增加元器件的互换性和采购的方便性,故设计尽量使用阻值一样的电阻,而下述滤波器的设计需要严格满足阻值的精度和大小,故这里电阻阻值根据滤波器使用的电阻来设计。4.4无限增益多路反馈型电路(巴特沃斯低通滤波器)原理:这里低通滤波器设计截止频率为5Hz。本设计采用性能较好的二阶滤波器以提高测量的精度和减小信号的漂移,采用无限增益多路反馈型二阶巴特沃斯低通滤波器。根据二阶有源滤波器设计电容选择用表,确定电容C1=10uF,则换标系数K=100/fc·C1=2,则R11=2.565kΩ,R12=3.292kΩ,R10=5.130kΩ经过查阅资料得知,市场上没有这两种标准的电阻卖,故在误差允许范围内做调整令R10=5.0kΩ,R11=2.0kΩ,R12=3.0kΩ,运放同相输入端匹配电阻R13=1.0kΩ以减小运放零点的漂移。4.5直流放大电路
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