功放電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

螺線管的兩端輸出的信號(hào)是差分信號(hào)。 螺線管是一種電感器件，它的兩端都有導(dǎo)線繞制成的線圈。 當(dāng)通過(guò)螺線管的電流變化時(shí)，它會(huì)在兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，形成差分信號(hào)。 這個(gè)電勢(shì)差的大小和電流的變化率有關(guān)，通常需要經(jīng)過(guò)放大和濾波等處理才能得到有用的信號(hào)。

螺線管輸出的差分信號(hào)通常需要經(jīng)過(guò)放大才能得到有用的信號(hào)。 放大器的放大倍數(shù)應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用來(lái)確定。 通常需要考慮到信號(hào)的大小、信噪比、輸入電阻、輸出電壓范圍等因素。 為了保證信號(hào)質(zhì)量，放大器的輸入應(yīng)該具有高輸入阻抗、低噪聲、高精度等特點(diǎn)。

在選擇放大器時(shí)，可以考慮使用差分放大器來(lái)放大螺線管的差分信號(hào)。 差分放大器具有抗干擾能力強(qiáng)、共模抑制比高等優(yōu)點(diǎn)。 此外，還可以考慮使用軌到軌運(yùn)算放大器來(lái)放大信號(hào)，以確保輸出信號(hào)的幅值范圍與供電電壓相當(dāng)。

第一的輸出信號(hào)是INA121這個(gè)儀表放大器輸出的，LMC6482來(lái)接收,這樣設(shè)計(jì)：

具體的濾波電路設(shè)計(jì)，可以按照以下步驟進(jìn)行：

確定需要濾波的截止頻率，一般情況下可以選擇采樣頻率的1/10作為截止頻率。

根據(jù)所選截止頻率和放大器的輸入阻抗，選擇合適的濾波電容和電阻值。

根據(jù)濾波電路的類(lèi)型，例如一階RC濾波器或者二階Sallen-Key濾波器，進(jìn)行具體的電路設(shè)計(jì)。

以一階RC濾波器為例，其電路圖如下所示：

其中，R1為輸入電阻，C1為電容，R2為輸出電阻。 可以根據(jù)所選截止頻率和輸入阻抗來(lái)選擇合適的電容和電阻值，計(jì)算公式如下：

R1 = R2 = R C1 = 1 / （2πfc）

其中，f為所選截止頻率，R為輸入阻抗。 一般情況下，可以選擇R=1kΩ，計(jì)算出所需的電容值后，選擇最接近的標(biāo)準(zhǔn)電容值進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

在信號(hào)傳輸中，為了保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量和信號(hào)的準(zhǔn)確性，信號(hào)源和負(fù)載之間的阻抗需要匹配。 如果輸出阻抗和輸入阻抗不匹配，則會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射和信號(hào)損失，從而影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

在儀表放大器和運(yùn)放之間的連接中，為了防止信號(hào)損失和反射，通常使用緩沖放大器作為阻抗匹配器。 緩沖放大器的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低，可以將儀表放大器的輸出信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成低阻抗信號(hào)，然后再輸出給運(yùn)放。 這樣可以保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

設(shè)計(jì)采集螺線管差分信號(hào)的電路需要考慮到信號(hào)放大和濾波等因素，具體步驟如下：

選擇合適的差分放大器，例如INA121或INA826等，并按照其datasheet上的推薦電路來(lái)連接。 一般情況下，差分放大器需要外部電源供電，并且輸入端需要接上一定的電阻和電容進(jìn)行濾波。

將螺線管的兩端分別連接到差分放大器的正、負(fù)輸入端，并接上一些電阻和電容來(lái)濾波，以減小噪聲和干擾。

選擇合適的運(yùn)算放大器，例如LMC6482等，來(lái)接收差分信號(hào)放大后的信號(hào)，并按照其datasheet上的推薦電路來(lái)連接。 一般情況下，運(yùn)算放大器需要外部電源供電，并且需要接上一定的電容和電阻來(lái)濾波和穩(wěn)定電壓。

最后，將運(yùn)算放大器的輸出接到微處理器或其他數(shù)字電路的輸入端，以進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理和分析。

在電路中，電阻和電容常常被搭配使用以實(shí)現(xiàn)濾波的效果。 常見(jiàn)的濾波電路包括低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器等。

對(duì)于低通濾波器，它的作用是只允許低于一定頻率的信號(hào)通過(guò)，而抑制高于這一頻率的信號(hào)。 低通濾波器的基本組成元件是電阻和電容，通常被稱(chēng)為RC濾波器。 在RC濾波器中，電容的作用是將高頻分量短路，從而讓低頻分量通過(guò)。 同時(shí)，電阻的作用是對(duì)電路的總阻抗進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到合適的濾波效果。

對(duì)于高通濾波器，它的作用與低通濾波器相反，即只允許高于一定頻率的信號(hào)通過(guò)，而抑制低于這一頻率的信號(hào)。 高通濾波器也可以使用電阻和電容搭配實(shí)現(xiàn)，通常被稱(chēng)為CR濾波器。

對(duì)于帶通濾波器和帶阻濾波器，它們可以通過(guò)將多個(gè)低通或高通濾波器組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)。在帶通濾波器中，只有某一特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)可以通過(guò)，而其他頻率的信號(hào)會(huì)被抑制；在帶阻濾波器中，則只有某一特定頻率范圍之外的信號(hào)可以通過(guò)，而其他頻率的信號(hào)則被抑制。

可以使用三極管來(lái)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路。一種常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是使用一個(gè)NPN型三極管來(lái)控制電流流向螺線管?？梢詫⑷龢O管的集電極連接到正極電源，基極接單片機(jī)IO口或其他信號(hào)源，發(fā)射極連接到螺線管，通過(guò)控制基極電壓來(lái)控制電流的流向，從而驅(qū)動(dòng)螺線管工作。需要注意的是，為了防止螺線管反向電勢(shì)損壞三極管，可以在三極管的集電極和負(fù)極電源之間加入反向并聯(lián)二極管保護(hù)電路。

審核編輯：湯梓紅