功放電路設(shè)計要點

螺線管的兩端輸出的信號是差分信號。 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)通過螺線管的電流變化時，它會在兩端產(chǎn)生電勢差，形成差分信號。 這個電勢差的大小和電流的變化率有關(guān)，通常需要經(jīng)過放大和濾波等處理才能得到有用的信號。

螺線管輸出的差分信號通常需要經(jīng)過放大才能得到有用的信號。 放大器的放大倍數(shù)應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用來確定。 通常需要考慮到信號的大小、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。

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

第一的輸出信號是INA121這個儀表放大器輸出的，LMC6482來接收,這樣設(shè)計：

具體的濾波電路設(shè)計，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。

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選擇合適的電容和電阻值，計算公式如下：

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。

在信號傳輸中，為了保證信號的傳輸質(zhì)量和信號的準(zhǔn)確性，信號源和負(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，則會出現(xiàn)信號反射和信號損失，從而影響信號的傳輸質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

在儀表放大器和運放之間的連接中，為了防止信號損失和反射，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放大并轉(zhuǎn)換成低阻抗信號，然后再輸出給運放。 這樣可以保證信號的傳輸質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

設(shè)計采集螺線管差分信號的電路需要考慮到信號放大和濾波等因素，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濾波，以減小噪聲和干擾。

選擇合適的運算放大器，例如LMC6482等，來接收差分信號放大后的信號，并按照其datasheet上的推薦電路來連接。 一般情況下，運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濾波和穩(wěn)定電壓。

最后，將運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)的信號處理和分析。

在電路中，電阻和電容常常被搭配使用以實現(xiàn)濾波的效果。 常見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。

對于低通濾波器，它的作用是只允許低于一定頻率的信號通過，而抑制高于這一頻率的信號。 低通濾波器的基本組成元件是電阻和電容，通常被稱為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。 同時，電阻的作用是對電路的總阻抗進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到合適的濾波效果。

對于高通濾波器，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通過，而抑制低于這一頻率的信號。 高通濾波器也可以使用電阻和電容搭配實現(xiàn)，通常被稱為CR濾波器。

對于帶通濾波器和帶阻濾波器，它們可以通過將多個低通或高通濾波器組合起來實現(xiàn)。在帶通濾波器中，只有某一特定頻率范圍內(nèi)的信號可以通過，而其他頻率的信號會被抑制；在帶阻濾波器中，則只有某一特定頻率范圍之外的信號可以通過，而其他頻率的信號則被抑制。

可以使用三極管來設(shè)計驅(qū)動電路。一種常見的驅(qū)動電路設(shè)計是使用一個NPN型三極管來控制電流流向螺線管。可以將三極管的集電極連接到正極電源，基極接單片機(jī)IO口或其他信號源，發(fā)射極連接到螺線管，通過控制基極電壓來控制電流的流向，從而驅(qū)動螺線管工作。需要注意的是，為了防止螺線管反向電勢損壞三極管，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