一种低频有源带通滤波电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低频有源带通滤波电路，包括第一运放芯片U1、第二运放芯片U2、第三运放芯片U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6。采用本实用新型专利技术的技术方案，采用二阶巴特沃斯高通滤波器以及四阶巴特沃斯低通滤波器构成带通滤波器组对信号进行放大滤波，从而能够缩短过渡带，滤除工频干扰，提高滤波器衰减增益。

Low frequency active band-pass filter circuit

The utility model discloses a low frequency active band-pass filter circuit, including the first chip U1 and second chip U2 and third chip U3, a first resistor R1, a second resistor R2, third resistor R3, fourth resistor R4, fifth resistor R5, sixth resistor R6, seventh R7, eighth R8, the resistance resistance resistance ninth R9, the first tenth resistor R10, capacitor C1, second C2, third C3, the capacitor capacitance of fourth capacitor C4, fifth C5 and sixth C6 capacitor capacitance. The technical proposal of the utility model, a band-pass filter group of signal amplification filter using two order Butterworth high pass filter and four order Butterworth low-pass filter, which can shorten the transition zone, filter frequency interference, improve the filter gain attenuation.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于信号滤波领域，尤其涉及一种低频有源带通滤波电路。
技术介绍
信号经过初级放大后还有很大一部分的噪声信号，这些噪声包含启动时的电源噪声、直流基线漂移噪声、以及工频干扰噪声。相对于无源滤波而言，有源滤波器不仅能进行功率补偿，还能在滤波的同时对信号进行放大，同时运放也能起到缓冲和隔离的效果。为了克服无源滤波电路消耗信号能量的缺点，通常采用有源滤波技术，然而，现有技术中的有源滤波器过渡带较长且存在一定的信号衰减，在窄通带中应用效果不佳。故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案，以克服现有技术存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种低频有源带通滤波电路，从而能够缩短过渡带，滤除工频干扰，提高滤波器衰减增益。为了克服现有技术存在的缺陷，本技术提供以下技术方案：一种低频有源带通滤波电路，包括第一运放芯片U1、第二运放芯片U2、第三运放芯片U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，其中，所述第一电容C1的一端与输入信号相连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端相连接，所述第二电容C2的另一端与所述第一运放芯片U1的第三引脚和所述第二电阻R2的一端相连接，所述第二电阻R2的另一端接地，第一运放芯片U1的第五引脚、第二运放芯片U2的第五引脚和第三运放芯片U3的第五引脚均与电源+5V输出端相连接，第一运放芯片U1的第二引脚、第二运放芯片U2的第二引脚和第三运放芯片U3的第二引脚均与电源-5V输出端相连接，第一电阻R1的另一端与第一运放芯片U1的第一引脚、所述第五电阻R5的一端和所述第三电阻R3的一端相连接，所述第三电阻R3的另一端与第一运放芯片U1的第四引脚和所述第四电阻R4的一端相连接，所述第四电阻R4的另一端接地；所述第五电阻R5的另一端与所述第七电阻R7的一端、所述第六电阻R6的一端、所述第三电容C3的一端相连接，所述第三电容C3的另一端与第二运放芯片U2的第三引脚共同接地，所述第六电阻R6的另一端与所述第二运放芯片U2的第四引脚和所述第四电容C4的一端相连接，所述第四电容C4的另一端与所述第七电阻R7的另一端、所述第八电阻R8的一端和所述第二运放芯片U2的第一引脚相连接，所述第八电阻R8的另一端与所述第五电容C5的一端、所述第九电阻R9的一端和所述第十电阻R10的一端相连接，所述第五电容C5的另一端和第三运放芯片U3的第三引脚共同接地，所述第九电阻R9的另一端与所述第六电容C6的一端和第三运放芯片U3的第四引脚相连接，所述第六电容C6的另一端与所述第十电阻R10的另一端和第三运放芯片U3的第一引脚相连接，共同作为信号输出端。优选地，所述第一运放芯片U1、第二运放芯片U2和第三运放芯片U3均采用运放芯片OPA188。与现有技术相比较，本技术的技术方案，采用二阶巴特沃斯高通滤波器以及四阶巴特沃斯低通滤波器构成带通滤波器组对信号进行放大滤波，从而能够缩短过渡带，滤除工频干扰，提高滤波器衰减增益。附图说明图1为本技术一种低频有源带通滤波电路的电路原理图。如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本技术。具体实施方式以下将结合附图对本技术作进一步说明。为缩短过渡带，滤除工频干扰，提高滤波器衰减增益，本技术采用二阶巴特沃斯高通滤波器以及四阶巴特沃斯低通滤波器构成带通滤波器组对信号进行放大滤波，参见图1，所示为本技术有源带通滤波电路的电路原理图，包括第一运放芯片U1、第二运放芯片U2、第三运放芯片U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，其中，所述第一电容C1的一端与输入信号相连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端相连接，所述第二电容C2的另一端与所述第一运放芯片U1的第三引脚和所述第二电阻R2的一端相连接，所述第二电阻R2的另一端接地，第一运放芯片U1的第五引脚、第二运放芯片U2的第五引脚和第三运放芯片U3的第五引脚均与电源+5V输出端相连接，第一运放芯片U1的第二引脚、第二运放芯片U2的第二引脚和第三运放芯片U3的第二引脚均与电源-5V输出端相连接，第一电阻R1的另一端与第一运放芯片U1的第一引脚、所述第五电阻R5的一端和所述第三电阻R3的一端相连接，所述第三电阻R3的另一端与第一运放芯片U1的第四引脚和所述第四电阻R4的一端相连接，所述第四电阻R4的另一端接地；所述第五电阻R5的另一端与所述第七电阻R7的一端、所述第六电阻R6的一端、所述第三电容C3的一端相连接，所述第三电容C3的另一端与第二运放芯片U2的第三引脚共同接地，所述第六电阻R6的另一端与所述第二运放芯片U2的第四引脚和所述第四电容C4的一端相连接，所述第四电容C4的另一端与所述第七电阻R7的另一端、所述第八电阻R8的一端和所述第二运放芯片U2的第一引脚相连接，所述第八电阻R8的另一端与所述第五电容C5的一端、所述第九电阻R9的一端和所述第十电阻R10的一端相连接，所述第五电容C5的另一端和第三运放芯片U3的第三引脚共同接地，所述第九电阻R9的另一端与所述第六电容C6的一端和第三运放芯片U3的第四引脚相连接，所述第六电容C6的另一端与所述第十电阻R10的另一端和第三运放芯片U3的第一引脚相连接，共同作为信号输出端。上述电路中，利用两个二阶多端反馈(MFB)低通滤波器级联构成四阶低通滤波器，采用集成运放的开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗比较低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。选取ButterWorth无限增益多路反馈低通滤波器，作为二阶滤波器结构，该反馈拓扑结构具有极高的选择性和陡峭的过度带，同时可以产生更多合理的器件值，也就是电阻电容在可用的范围内，可以选用低成本高精度器件。压控电压源高通滤波器，采用同相接法，滤波器输入阻抗高，输出阻抗低，相当于一个电压源，其电路性能稳定，增益易调节。对于单个二阶多端反馈(MFB)低通滤波器，根据基尔霍夫定理以及负反馈运放特性可得：其中K为滤波器增益，ωc为滤波器截止频率，B和C是归一化系数。根据无限增益多路反馈电路拓扑结构可得归一化系数B＝1.414，C＝1，由经验规则选定C3近似于10/fc，由设计指标截止频率fc＝10Hz，可得C3＝1uF，滤波器增益分别1和10，低通滤波电路器件参数如表1所示。仿真分析可得低通滤波器幅频特性响应，其3dB截频为8.237Hz，满足设计要求。具体涉及参数如下表所示。表1低通滤波电路元器件参数选型压控电压源高通滤波器电路设计原理为，利用RC滤波电路和同相比例放大电路组成二阶压控电压源高通滤波器，该滤波器具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点。巴特沃斯高通滤波器的传递函数如为：其中K为滤波器增益，ωc为滤波器截止频率。根据设计指标，截止频率fc＝0.1H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低频有源带通滤波电路，其特征在于，包括第一运放芯片U1、第二运放芯片U2、第三运放芯片U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，其中，所述第一电容C1的一端与输入信号相连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端相连接，所述第二电容C2的另一端与所述第一运放芯片U1的第三引脚和所述第二电阻R2的一端相连接，所述第二电阻R2的另一端接地，第一运放芯片U1的第五引脚、第二运放芯片U2的第五引脚和第三运放芯片U3的第五引脚均与电源+5V输出端相连接，第一运放芯片U1的第二引脚、第二运放芯片U2的第二引脚和第三运放芯片U3的第二引脚均与电源‑5V输出端相连接，第一电阻R1的另一端与第一运放芯片U1的第一引脚、所述第五电阻R5的一端和所述第三电阻R3的一端相连接，所述第三电阻R3的另一端与第一运放芯片U1的第四引脚和所述第四电阻R4的一端相连接，所述第四电阻R4的另一端接地；所述第五电阻R5的另一端与所述第七电阻R7的一端、所述第六电阻R6的一端、所述第三电容C3的一端相连接，所述第三电容C3的另一端与第二运放芯片U2的第三引脚共同接地，所述第六电阻R6的另一端与所述第二运放芯片U2的第四引脚和所述第四电容C4的一端相连接，所述第四电容C4的另一端与所述第七电阻R7的另一端、所述第八电阻R8的一端和所述第二运放芯片U2的第一引脚相连接，所述第八电阻R8的另一端与所述第五电容C5的一端、所述第九电阻R9的一端和所述第十电阻R10的一端相连接，所述第五电容C5的另一端和第三运放芯片U3的第三引脚共同接地，所述第九电阻R9的另一端与所述第六电容C6的一端和第三运放芯片U3的第四引脚相连接，所述第六电容C6的另一端与所述第十电阻R10的另一端和第三运放芯片U3的第一引脚相连接，共同作为信号输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种低频有源带通滤波电路，其特征在于，包括第一运放芯片U1、第二运放芯片U2、第三运放芯片U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6，其中，所述第一电容C1的一端与输入信号相连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端、第一电阻R1的一端相连接，所述第二电容C2的另一端与所述第一运放芯片U1的第三引脚和所述第二电阻R2的一端相连接，所述第二电阻R2的另一端接地，第一运放芯片U1的第五引脚、第二运放芯片U2的第五引脚和第三运放芯片U3的第五引脚均与电源+5V输出端相连接，第一运放芯片U1的第二引脚、第二运放芯片U2的第二引脚和第三运放芯片U3的第二引脚均与电源-5V输出端相连接，第一电阻R1的另一端与第一运放芯片U1的第一引脚、所述第五电阻R5的一端和所述第三电阻R3的一端相连接，所述第三电阻R3的另一端与第一运放芯片U1的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐柳娟，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33