一种基于运放芯片的有源滤波器电路的制作方法

1.本发明涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种基于运放芯片的有源滤波器电路。


背景技术：

2.滤波器作为一种选频器件，在中射频电路中发挥着重要的作用。按照组成元件的差异可以分为无源滤波器和有源滤波器。其中无源滤波器主要由电容和电感组成，设计形式多样，频率范围大，但是带内有损耗，可调性较小。有源滤波器则主要包括电阻、电容和运算放大器，带内会有增益，可调性大，但是适用频率往往较低，易引入新的噪声。
3.在电磁武器中，由于其作战目的以及方式的特殊性和复杂性，会给内部的电路设计带来很多技术问题。第一，电磁武器通过产生大功率电磁波干扰甚至永久损坏敌方通信设施，这就对其本身内部电路提出很高的电磁兼容性要求，在电路设计时会要求不能使用电感这种电磁敏感性元件，会给中频滤波器的设计带来一定的困难；第二，高要求的滤波指标会提升滤波器的阶数，所占空间随之增大，这与武器中电路板面积严格受限形成矛盾。第三，中频处理电路往往会要求50db以上的增益，需要多级中频放大器的级联，不仅使成本上升，也会带来外围电路复杂化等问题。所以，如何有效解决这些技术问题显得格外重要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于运放芯片的有源滤波器电路，。
5.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于运放芯片的有源滤波器电路，它包括运放芯片、增益调节电路、直流偏置电路、第一二阶电路和第二二阶电路；所述运放芯片内集成有两个运算放大器a和b；所述增益调节电路连接运算放大器a和b的输入端，实现对运放芯片的增益调节；所述直流偏置电路与第一二阶电路连接，第一二阶电路连接运算放大器的输入和输出端，直流偏置电路为输入信号提供直流偏置；第二二阶电路连接运算放大器b的输入和输出端；信号从运算放大器a的输入端输入，最终从运算放大器b的输出端输出，得到两运放四阶有源滤波电路。
6.所述增益调节电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r9、电容c2和电容c6；所述电容c2连接在所述运算放大a的输入端和输出端之间，所述电阻r2与所述电容c2并联，所述电阻r1与所述电阻r2串联后接地；所述电阻r9连接在所述运算放大器b的输入端和输出端之间，所述电容c6与所述电阻r9并联。
7.所述第一二阶电路包括电阻r6、电阻r7、电容c4和电容c5；所述电容c5连接到所述运放芯片的电源引脚和所述运算放大器a的输入端之间，所述电阻r6和电阻r7串联后连接到所述运算放大器a的输入端；所述电容c4的一端连接在所述电阻r6和电阻r7之间，另一端连接所述运算放大器a的输出端。
8.所述直流偏置电路包括电阻r5和电阻r8；所述电阻r5和电阻r8之间串联，电阻r5的另一端连接 5v电压，电阻r8的另一端接地，所述电阻r6的一端连接在电阻r5和电阻r8之
间。
9.所述第二二阶电路包括电阻r3、电阻r4、电容c1和电容c3；所述电容c3一端连接所述运算放大器b的输出端，另一端连接到串联的电阻r3和电阻r4之间，电阻r3的另一端与所述运算放大器a的输出端连接，电阻r4的另一端与所述运算放大器b的输入端连接，电容c1一端与运算放大器b的输入端连接，另一端接地。
10.本发明具有以下优点：一种基于运放芯片的有源滤波器电路，无需引入电感，满足在恶劣电磁环境下工作的需要；采用单个芯片，同等滤波器阶数条件下，相较运用两个运放芯片搭建电路所需的电路面积小，适合在诸如引信的体积受限的场景中使用；充分利用了ltc6229高增益带宽积优势，使用频率达到11mhz，为后续中频的信号处理提供参考；采用单电源供电，减少引入双电源供电所需的负压稳压器，从功能，成本以及体积上都具有优势。
附图说明
11.图1为本发明的电路结构图；
12.图2为本发明的仿真结果示意图。
具体实施方式
13.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的保护范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
14.如图1所示，本发明涉及一种基于运放芯片的有源滤波器电路，它包括运放芯片、增益调节电路、直流偏置电路、第一二阶电路和第二二阶电路；所述运放芯片内集成有两个相同的运算放大器a和b；所述增益调节电路通过负反馈形式连接于运算放大器a和b的输入端，实现对运放芯片的增益调节；所述直流偏置电路与第一二阶电路连接，第一二阶电路连接运算放大器的输入和输出端，直流偏置电路为输入信号提供直流偏置；第二二阶电路连接运算放大器b的输入和输出端；信号从运算放大器a的输入端输入，最终从运算放大器b的输出端输出，得到两运放四阶有源滤波电路。
15.应用于某型号引信上中频接收模块，具体作用为将接收机下变频器输出的中频接收信号进行放大和滤波处理，信号带宽10
‑
11mhz，在20mhz处最小衰减20db。对此采用adi公司的运算放大器芯片ltc6229。该芯片为双通道超快速单位增益稳定运算放大器。增益带宽积为890mhz，压摆率为500v/us。
16.电路中芯片ltc6229内部集成两个运算放大器a和b，引脚
‑
ina、 ina和outa为运放a的输入输出，引脚
‑
inb、 inb和outb为运放b的输入输出。v 为电源管教，接 5v，v
‑
接地，shdna和shdnb为关断引脚，在此悬空不使用。
17.进一步地，增益调节电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r9、电容c2和电容c6；所述电容c2连接在所述运算放大a的输入端和输出端之间，所述电阻r2与所述电容c2并联，所述电阻
r1与所述电阻r2串联后接地；所述电阻r9连接在所述运算放大器b的输入端和输出端之间，所述电容c6与所述电阻r9并联。采用二阶sallen
‑
key低通滤波器结构，通过改变其中电阻r1,r2和r9的阻值，可以有效调节增益。
18.进一步地，第一二阶电路包括电阻r6、电阻r7、电容c4和电容c5；所述电容c5连接到所述运放芯片的电源引脚和所述运算放大器a的输入端之间，所述电阻r6和电阻r7串联后连接到所述运算放大器a的输入端；所述电容c4的一端连接在所述电阻r6和电阻r7之间，另一端连接所述运算放大器a的输出端。
19.进一步地，直流偏置电路包括电阻r5和电阻r8；所述电阻r5和电阻r8之间串联，电阻r5的另一端连接 5v电压，电阻r8的另一端接地，所述电阻r6的一端连接在电阻r5和电阻r8之间。电阻r5和r8分压为输入信号提供直流偏置，使输出信号的幅度在放大器的增益范围内。在此设为相等，即直流电压为2.5v。
20.进一步地，第二二阶电路包括电阻r3、电阻r4、电容c1和电容c3；所述电容c3一端连接所述运算放大器b的输出端，另一端连接到串联的电阻r3和电阻r4之间，电阻r3的另一端与所述运算放大器a的输出端连接，电阻r4的另一端与所述运算放大器b的输入端连接，电容c1一端与运算放大器b的输入端连接，另一端接地。
21.如图2所示，该滤波器在通带内增益10db，在20mhz处相对衰减20db，达到了预期结果。本发明无需引入电感，满足在恶劣电磁环境下工作的需要；采用单个芯片，同等滤波器阶数条件下，相较运用两个运放芯片搭建电路所需的电路面积小，适合在诸如引信的体积受限的场景中使用；充分利用了ltc6229高增益带宽积优势，使用频率达到11mhz，为后续中频的信号处理提供参考；采用单电源供电，减少引入双电源供电所需的负压稳压器，从功能，成本以及体积上都具有优势。
22.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。