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微弱信号检测的前置放大电路设计

摘要：针对精准农业中对微弱信号检测的技术需求,论文设计了以电流电压转换器,仪表放大器和低通滤波器为主要结构的微弱信号检测前置放大电路。结合微弱信号的特点讨论了电路中噪声的抑制和隔离,提出了电路元件的选择方法与电路设计中降低噪声干扰的注意事项。本文利用集成程控增益仪表放大器pga202设计了微弱信号检测前置放大电路,并利用微弱低频信号进行了测试,得到了理想的效果。 1、引言 精准农业主要是依据实时获取的农田环境和农作物信息，对农作物进行精确的灌溉、施 肥、喷药，最大限度地提高水、肥和药的利用效率，减少环境污染，获得最佳的经济效益和 生态效益[1]。农田环境和农作物信息的准确获取取决于可靠的生物传感技术。如常规精准灌 溉主要关注空气的温度、湿度和土壤的含水量，利用这些参数的变化控制对农作物的灌溉， 而作物自身产生的一些信号能够更准确的反映其自身的生理状况，通过检测这些信号控制灌 溉可以使灌溉更精确。目前精准灌溉技术正朝着以环境信息和农作物生理信息相结合为控制 依据的方向发展，为此各种生物传感器如植物电信号传感器、植物茎流传感器等应运而生。 但一般作物自身生理状况产生的信号极其微弱，往往

基于嵌入式操作系统的磁场测量系统的设计

可实现不同输入通道的选择。 (2)在整个系统的电路设计中，前置放大电路的主要作用是将传感器输出的、和磁场强度成正比的微弱电压信号放大。根据其要求，设计的前置放大电路采用了差动放大的方式，电路如图3所示。它具有高共模抑制比、输入阻抗高、输出阻抗低、失调小、温漂小、线性好等优点。 (3)磁场测量系统对不同的测量对象进行测量时，磁场传感器的感应强度都会不同。要实现不同测量对象自适应量程的切换，必须设计一个放大倍数可调的模块，而且放大倍数的范围应较广。现采用burr-brown公司的pga202／203程控仪表放大器，该芯片无需外围芯片，而且pga202与pga203经级联可组成从l~8000倍的16种程控增益。放大范围可满足系统的需要。 (4)因磁场检测时会受到环境中其它外部磁场的干扰而输出偏移电压，所以在电路设计中设有自动调零电路，在每次仪器使用前进行自动校准。实现方法是在输入端增加一个开关，校准时输入直接接地，测量时输入接传感器。主控制器将接地时的输出记录在数据区中，并将此输出作为零点而实现自动调零。 (5)该仪器检测的是交变磁场，所以对磁场的频率检测是必需的。实现方

利用SoC单片机的多功能数据采集卡

率为：，r1=r3=45kw和c1=c2=c3=0.1mf时，中心频率为50hz；取r1=r3=45kw和c1=c2=c3=0.033mf时，中心频率为150hz；取r1=r3=45kw和c1=c2=c3=0.02mf时，中心频率为250hz。这样就构成三级陷波器，每级陷波器又受一单刀双掷模拟开关adg419控制，soc单片机可选择将哪一级或哪几级陷波器接入电路。该电路经过测试与实际应用，证明对50hz及其谐波具有极好的抑制能力。程控增益放大器程控增益放大器电路采用精密的可编程增益控制仪表放大器pga202，它具有较高的共模抑制比(增益为1时，cmrr优于80db)，单位增益带宽为1mhz。其可编程增益有×1、×10、×100和×1000四档，受a0、a1两引脚控制，将这两个引脚接入soc单片机的i/o口，即能实现单片机对pga202增益的控制。c8051f020单片机内部集成adcc8051f020内部集成有12位的adc0，其转换速率最大可达100ksps，与内部8选1 mux结合起来使用，即可构成8通道的adc。初始化adc0时，8051内核对特殊功能寄存器amx0cf写0x60、对adc0

基于嵌入式Linux的磁场测量系统

可实现不同输入通道的选择。 (2)在整个系统的电路设计中，前置放大电路的主要作用是将传感器输出的、和磁场强度成正比的微弱电压信号放大。根据其要求，设计的前置放大电路采用了差动放大的方式，电路如图3所示。它具有高共模抑制比、输入阻抗高、输出阻抗低、失调小、温漂小、线性好等优点。 (3)磁场测量系统对不同的测量对象进行测量时，磁场传感器的感应强度都会不同。要实现不同测量对象自适应量程的切换，必须设计一个放大倍数可调的模块，而且放大倍数的范围应较广。现采用burr-brown公司的pga202／203程控仪表放大器，该芯片无需外围芯片，而且pga202与pga203经级联可组成从l~8000倍的16种程控增益。放大范围可满足系统的需要。 (4)因磁场检测时会受到环境中其它外部磁场的干扰而输出偏移电压，所以在电路设计中设有自动调零电路，在每次仪器使用前进行自动校准。实现方法是在输入端增加一个开关，校准时输入直接接地，测量时输入接传感器。主控制器将接地时的输出记录在数据区中，并将此输出作为零点而实现自动调零。 (5)该仪器检测的是交变磁场，所以对磁场的频率检测是必需的。实现方

一种旋转机械实时特征提取及测试数据压缩系统设计

dram同步缓存；（5）为dsp引导flash;（6）为sharc dsp;（7）为基于sport口的pc监控调试接口；（8）为总线接口逻辑控制isp2;（9）为总线驱动及隔离电路；（10）为afe及daq控制isp1;（11）为双通道高精度串行adc（ad7710）；（12）为四通道串行dac（dac7614）；（13）为仪器底板总线接口。 该卡的主要功能是对应变、压阻、热电阻传感器桥路或热点耦输出的微弱电压信号进行精密采集和实时处理，为实现1-10000倍的程控增益倍数，模块采用一级放大pga202和ad7710内嵌的二级pga（1-128倍）。四通道串行dac（dac7614）为各模拟通道提供调零信号；isp1实现pga/dac/adc的程控选择；sdram为系统提供大容量高速同步缓存，rs485接口为高精度采集和处理模块提供了与pc机进行命令和数据交互、与其他测控模块实现高速同步互联的通道，基于总线接口逻辑控制isp2和驱动隔离部分，可以sport、多sharc dsp共享总线或hpi等方式建立起与零槽通信控制卡的通信控制和数据交换。 ◇ 大动态范围计数模拟前端程控调理与智能技术卡

自动量程切换电路(PGA202)

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由PGA202与PGA203构成的级连放大器

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数控增益编程仪器放大器PGA202／203原理及应用

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输出电流提升电路(PGA202、OPA633)

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具有缓冲衰减的增益提升电路(PGA202)

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集成滤波器MAX275在超声检测中的应用

的输出信号从4脚bpoa经r5到b级的输入14脚inb，b级带通滤波的信号从18脚bpob输出到下级的程控放大器。由于实际的电阻与计算出的电阻阻值间有教大的差异，得到的fo，q值也与设定值存在一定距离，但较之相同阶数的运算放大器和r、c组成的有源滤波器，max275可以得到更高的品质因数q和理想的增益。本文中的硬件电路实测中心频率为39.6khz，品质因数为50。 针对远近幅值动态范围大于50db的回波信号，用普通的放大器很难得到这样大的动态范围，因此选用了一片美国bb公司的集成数控增益放大器pga202。其数控增益倍数g为：1，10，100，1000，可由ttl电平或cmos电平控制，易与单片机接口，由于采用激光修正技术，使增益及失调无需外部调整。而且，其频率响应范围很宽：g=1,10,100，为1mhz；g＝1000，为250khz。这样，可以根据回波信号的不同幅度来选择不同的增益，使回波幅度放大到能够被检测到的程度。 根据系统功能和理论分析，包络检波器加上双门限比较检测是最佳接收的结构。由于换能器余振的影响，实际实现时不能采用固定门限进行比较，而采用检测噪声作为自适应第一门限的时间检测方

自动量程切换电路(PGA202)

相关元件pdf下载：pga202 如图所示为由pga202与比较器、计数器构成的自动量程切换电路。该电路采用比较器在输出端与vout 进行比较，当vout >vref=10v时,比较器输出“降”信号，升/降计数器输出2bit编码pga202的a0、a1端，使pga202的增益下降；当vout <[1kω/(1kω+10kω)]×10v=0.909v时,比较器输出“升”信号，升/降计数器输出2bit编码到pga202的a0、a1端，使pga202的增益增大；当0.909v<vout<10v时,增益保持不变。

PGA202构成的增益自动可控换挡放大器电路图

如图所示为增益自动可控换挡放大电路。该电路由四部分组成：放大单元电路(由增益可编程仪用放大集成芯片pga202组成)、加减计数器单元、双向比较器单元和10v基准电压源。pga202的内部结构示于图(b)，其增益可由ttl电平进行控制，这种集成芯片很容易与单片机接口。pga202为场效应管输入型并包含跨导电路，能实现在不同增益时其带宽几乎不变。pga202的增益大小受增益控制端ao(引脚l)和a1(引脚2)的ttl电平高低而定，其控制逻辑关系见下表1。 图1 pga202构成的增益自动可控换挡放大器电路图 表1 其控制逻辑关系表 pga202集成芯片的主要参数： 来源:university

PGA202失调电压校正电路

相关元件pdf下载：pga202 如图所示为pga202的失调电压校正电路。pga202的失调电压校正电路分别对输入失调电压和输出失调电压进行校正。由于pga202有4种增益，在不同的增益时输入失调电压稍有不同，50kω电位器用于校正输入失调电压；输出失调电压采用10kω电位器校正。由运放opa602组成电压跟随器，低阻输出到4脚。调整方法：在输出端12脚接一个电压表，短接pga202的7、8脚使vin=0，分别反复调节50kω和10kω电位器，使输出端电压表指示为零即可。

交流耦合差动放大器(PGA202)

相关元件pdf下载：pga202 如图所示为由pga202构成的交流耦合差动放大器。该电路在pga202的输入端加上2个1μf电容和2个1mω电阻，组成频率在0.16hz以上的高通交流耦合电路，输入的交流信号经过pga202差分放大后输出。

PGA202／203数字控制可编程增益仪表放大器

相关元件pdf下载：pga202 pga203 pga202是数字控制可编程增益g=1、10、100、1000的单片仪表放大器，pga203提供的增益g=1、2、4、8。两者均有与cmos或ttl。兼容的输入，便于与微处理器接口。两者都有fet输入和一种新的跨导电路，使得在带宽内的增益几乎保持常数。增益和失调电压采用激光校正，使用时无需外部元件。pga202／203采用陶瓷封装和塑料封装两种形式，陶瓷封装可在整个工业级温度范围内工作，塑料封装可在整个商业级温度范围内工作。其引脚排列如图所示。等效电路：

我还是怀着一线希望

我还是怀着一线希望搞了好长时间超声波测距，收发电路一直没有搞好，由于是开发一个仪器，成本不是太大的问题，但稳定性要好，参考了《电子技术应用》2004年的一篇文章，发射150伏（vpp)20kc脉冲到探头，再用pga202仪表放大器作为前级，外加带通滤波和放大级，总放大倍数最大可达40000，希望达到10米的可靠测量，没有成功，信号总是不稳定，干扰很严重，实在是搞不好，都想放弃了。我知道很多资料介绍的一般的测距电路对我没有用，可真正高手调出的电路又舍不得拿出来，毕竟都是花了心血的，我倒是学模拟电路，但近10年来都在数字电路里面混，模拟部分搞不好，哪位有这样的超声波收发电路，真正能用的话我可以付点费用。是不是认为我在说漂亮话？

请问A/D卡硬件增益是什么意思？

请问a12345678ga1 ga0 增益（pga203） 增益（pga202）0 0 1 10 1 2 101 0 4 1001 1 8 1000这是一个a/d卡的pga增益表，其中ga1，ga0都是一位，那么是不是说这两个pga不是级联的，因为从表上看出，如果是级联的，只能有1、20、400、8000这四种增益，我要1000的增益该如何？