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式(21)
要保持放大倍数在100左右,有
UoUi1R2RV1100
式(22)
所以取RV11K,R2100K,
另外,取参数R1910K,C1100uF
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图3一级放大电路的仿真效果
图4二级放大电路
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参数选择RV210K,R11100K放大倍数为10倍左右,原理同一级放大。
图5二级放大仿真图
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图6总的放大仿真效果图
(3)、有源滤波电路
采用了二阶压控有源低通滤波电路,如图4所示,作用是把脉搏信号中的高频干扰信号去掉,同时把脉搏信号加以放大,考虑到去掉脉搏信号中的干扰尖脉冲,所以有源滤波电路的截止频率为1kHz左右。为了使脉搏信号放大到整形电路所需的电压值,通常电压放大倍数选用16倍左右。集成运放采用LM324。
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图4有源滤波电路
电路中既引入了负反馈,又引入了正反馈。当信号频率趋于零时,由于C1的电抗趋于无穷大,因而正反馈很弱;当信号频率趋于无穷大时,由于C2的电抗趋于零,因而Up(s)趋于零。可以想象,只要正反馈引入得当,就可以在ffo时使电压放大倍数数值增大,又不会因正反馈过强而产生自己振荡。因为同相输入端电位控制由集成运放和R1、R2组成的电压源,故称之为压控电压源滤波电路。
参数分析:
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式(31)P点的电流方程为
UmsUpsRUmsSC
式(32)
由式(31)和式(32)联解得
AusAups13AupssRCsRC
式(33)
在式(33)中,只有当Aup(s)小于3时,即分母中S的一次项系数大于零,电路才能稳定工作,而不产生自己振荡。若令Sjw,fo12πRC则电压放大倍
AuAup1ffoj3Aupffo
式(34)
若令Q|13Aup|则ffo时,有|Au|ffo|Aup||3Aup|Q|Aup|即
Q|Au|ffo|Aup|
式(35)
可见,Q是ffo时的电压放大倍数与通带放大倍数数值之比
由图可知通带放大倍数
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Aup1R2R1
所以根据实际要求Aup16所以由Q|13Aup|和式(35)知
|Au|ffoQ|Aup|07|Aup|
因此,通带截止频率fpfo1KHzfo12πRC1KHz
综上可以选取R110K,R1K,所以R2R1(161)6KCfo2πR1
f
式(36)式(37)
图5滤波后的仿真效果
(4)、整形电路经过放大滤波后的脉搏信号仍是不规则的脉冲信号,且有低
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频干扰,仍不满足计数器的要求,必须采用整形电路,这里选用了滞回电压比较器,如图6所示,我们采用虚拟电压比较器代替电路中的集成电运放。
图6滞回比较器
参数r
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