📄 ——在噪声监测仪中用快速运放将弱ac信号转换成dc信号.htm
字号:
<STRONG>摘要</STRONG>：介绍利用低成本快速运算放大器实现快速移动的微弱交流信号转换成直流信号。该电路结构简单、价格低贱、精度高、带宽宽等特点。</P>
<P>
<STRONG>关键词</STRONG>：跟随器；缓冲器；快速放大器：反馈回路；AD712；LM6171A</P>
<P>
在哈尔滨市环保局环境信息中心开发环境噪声检测仪过程当中，曾经遇到过把微弱的交流信号（０～几十毫伏的声音信号）转换成０～２伏的直流信号。通常的方法是直接利用二极管来整流，变成直流信号，但是二极管本身有0.3伏或0.7伏的导通压降很难转换成连续变化的０～２伏的直流信号。本文介绍一种利用低成本快速运算放大器ＡD712和LM6171A实现快速移动的微弱交流信号转换成直流信号。该电路的输入范围是交流信号0～2.000V，输出的直流电压可调。利用此电路设计的环境噪声监测仪，不仅精度高、速度快，而且价格低贱。在实际应用中效果非常好。</P>
<P> <STRONG>一、 电路及其组成</STRONG></P>
<P> 电路如图１所示。</P>
<P>
在本电路中精密高速运算放大器IC2A(AD712)组成输入跟随器，精密高速运算放大器IC1(LM6171A)组成峰值电压检测器的核心，精密高速运算放大器IC2B(AD712)组成缓冲器，精密高速运算放大器IC3A(AD712)组成直流信号放大器，精密高速运算放大器IC3B(AD712)组成输出跟随器，W1组成调零，W2组成调满度。</P>
<P><STRONG>二、 工作原理</STRONG></P>
<P>
在本电路中，隔直流通交流电容器C1保证电路金测试输入信号的交流部分。R1是精密高速运算放大器IC2A(AD712)的输入电阻。精密高速运算放大器IC2A(AD712)连接成电压跟随器，就能很好地实现防止输入偏置电流所产生的误差，因为这种放大器具有良好的压摆率和非常低的偏移电压。R7是精密高速运算放大器IC1(LM6171A)的输入电阻。W1和R9是提供一种任选的直流信号微调，以便消除整个电路的偏移电压。</P>
<P>
峰值电压检测器的核心部分是精密高速运算放大器IC1(LM6171A)，它能够跟踪输入信号正向变化范围，并通过D2和R2对C2充电，使其达到此值。当精密高速运算放大器IC1(LM6171A)的输入信号降到低于C2上的电压时，IC1(LM6171A)运算放大器的输出降低直到使D1导通为止，精密高速运算放大器IC1(LM6171A) 在此时间内变成电压跟随器。</P>
<P>
D1的作用是非常重要，因为这只二极管总是起到保持精密高速运算放大器IC1(LM6171A)输出的作用， 在此是时间内，二极管降到低于输入电压时，精密高速运算放大器IC1(LM6171A)就低于早已储存在C2中的峰值电压。因此，当输入信号超过C2上的电压时［精密高速运算放大器IC1(LM6171A)需要将C2充电到高值］，精密高速运算放大器IC1(LM6171A)的输出仅将两只二极管压降的总和转换成有效值。D1是高频性能比较好的1N34A。D2应该使用1N4148，因为在低频时，需要较低的反向电流以防止C2的充电损耗和造成的测试误差。</P>
<P>
为了达到高性能，IC1(LM6171A)和IC2B(AD712)速度必须非常快，高速运算放大器LM6171A的压摆率达到3600V/uS，而且具有驱动容性负载的能力。当输入信号摆正向时，IC1(LM6171A)的输出上升到足以使C2充电达到输入电压的峰值。当输入信号摆动到低于峰值时，IC1(LM6171A)的输出通过一只二极管D1降压而跟随输入电压。运算放大器IC2B(AD712)是一只缓冲器，它能保持对C2充电，并提供反馈信号给IC1(LM6171A)。</P>
<P>
当IC1(LM6171A)的输出向下摆动时，IC2B(AD712)的输出必须锁定在跨接C2的电压上。为了停留在这样的电压上，IC2B(AD712)必须提供R8和D1流到IC1(LM6171A)输出端的电流。为了防止电路的频率响应减慢，IC2B(AD712)也必须能够对IC1(LM6171A)输出中的任何变化做出快速反应。AD712的高压摆率（20V/uS）和很小的输入偏置电流（20pA）使C2的充电损耗降至最小。值得注意的是，这种设计避免了IC2B(AD712)的输入偏移电压成为误差源，因为IC2B(AD712)通过IC1(LM6171A)成为内部的一种反馈回路。C5是改善精度的峰值电容。</P>
<P>
IC3A(AD712)组成直流信号放大器，R4和R5是输入电阻，适当改变W2的值可得到所需要的直流电压。IC3B(AD712)组成输出跟随器，R6是输入电阻，提高带负载能力。C3和C4是去耦电容，C6和C7是滤波电容。</P>
<P><STRONG> 三、 结束语</STRONG></P>
<P>
上述电路是笔者在使用当中发现的一种使用价值很高的电路，此电路可以用在高精度交流电压、电流表中使用。根据实际情况运算放大器可以灵活选用。</P>
<P> </P>
<P></P></DIV></TD></TR>
<TR>
<TD align=middle height=15>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD>
<DIV></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
<TR>
<TD align=right height=2>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="80%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD width=75>【<A href="javascript:doPrint();">打印本稿</A>】</TD>
<TD width=8></TD>
<TD width=75>
<P>【<A
href="http://www.21ic.com/new_info/news/review.asp?title=在噪声监测仪中用快速运放将弱AC信号转换成DC信号target="
_blank?>发表评论</A>】</P></TD>
<TD width=10></TD>
<TD width=79>【<A
href="http://www.21ic.com/new_info/news/sendmail.asp?num=在噪声监测仪中用快速运放将弱AC信号转换成DC信号">推荐</A>】</TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
<TR>
<TD align=right height=2></TD></TR>
<TR>
<TD align=right height=2><A href="javascript:window.close();"><IMG
height=20 src="——在噪声监测仪中用快速运放将弱AC信号转换成DC信号.files/close_c.gif"
width=77 border=0 name=Image161></A><FONT
color=#ffffff>－－－－</FONT></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><BR>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=520 align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD vAlign=bottom align=middle width=114 bgColor=#999a76
height=1><IMG height=1
src="——在噪声监测仪中用快速运放将弱AC信号转换成DC信号.files/blank.gif" width=1></TD>
<TD width=466 height=1></TD></TR>
<TR>
<TD align=middle width=114 bgColor=#ece8db height=19>相关新闻</TD>
<TD width=466 height=19></TD></TR>
<TR bgColor=#999a76>
<TD colSpan=2 height=1><IMG height=1
src="——在噪声监测仪中用快速运放将弱AC信号转换成DC信号.files/blank.gif" width=1></TD></TR>
<TR>
<TD colSpan=2 height=1></TD></TR></TBODY></TABLE>
<TABLE borderColor=#000000 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=520
align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD vAlign=top>
<TABLE class=RelatedTable width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR class=RelatedTr>
<TD class=RelatedTd>
<SCRIPT language=javascript
src="——在噪声监测仪中用快速运放将弱AC信号转换成DC信号.files/about.htm"></SCRIPT>
</TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE><BR></TD>
<TD vAlign=top align=middle width=150 bgColor=#ece8db height=2>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=1 width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD bgColor=#000000>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=2 width=150 bgColor=#ece8db
border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD>
<META content="Microsoft FrontPage 5.0" name=GENERATOR>
<META content=FrontPage.Editor.Document name=ProgId>
<P><A href="http://www.21ic.com/custom/tek/tek.htm"><IMG
src="——在噪声监测仪中用快速运放将弱AC信号转换成DC信号.files/tek.gif"
border=0></A></P></TD></TR>
<TR>
<TD
height=5></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=766 align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD vAlign=top colSpan=6></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top colSpan=6 height=10></TD></TR>
<TR>
<TD vAlign=top bgColor=#999999 colSpan=6 height=2></TD></TR>
<TR>
<TD class=stxt vAlign=center align=middle colSpan=6
height=6></TD></TR></TBODY></TABLE>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=766 align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD class=s width=973 height=12></TD></TR>
<TR>
<TD class=s width=973 height=20>
<DIV align=center><FONT face="Arial, Helvetica, sans-serif"><!--start copyright-->
<DIV align=center><FONT color=black>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=600 align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD align=middle width="100%" colSpan=2><BR>Better View:800*600 Best
View:1024x768 为了本系统能够更好的为您服务，请使用IE4.0或以上版本浏览器
<BR><BR>版权所有(C)21IC中国电子网 电话：010-82357510, 82357511 传真: 010-82357512
</TD></TR></TBODY></TABLE><!--start copyright--></FONT></DIV></FONT></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE><BR></BODY></HTML>
⌨️ 快捷键说明
复制代码
Ctrl + C
搜索代码
Ctrl + F
全屏模式
F11
切换主题
Ctrl + Shift + D
显示快捷键
?
增大字号
Ctrl + =
减小字号
Ctrl + -