[發明專利]復雜信號環境微弱信號直選放大通用電路方案及實現方法

在審

• 申請號: 202010370267.5
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111654784A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 柏建民
• 申請（專利權）人: 柏建民
• 主分類號: H04R3/12
• 分類號: H04R3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

復雜信號環境微弱信號直選放大通用電路方案及實現辦法功能框架如圖1。單端輸入V_IN經等幅生成電路處理為兩路相同的信號。分別經兩個獨立處理單元的非對稱處理，得部分幅差信號。選擇性放大電路對幅差信號有效放大，其它信號僅通過處理，兩者疊加輸出單端信號V_OUT。改變兩個信號處理單元的設計，可獲得新功能電路。實例：單端信號V_IN同時經過兩并行信號跟隨電路(單運放負相端與輸出端直連而成)A，B后，分別通過截止頻率分別為F1，F2的RC低通濾波電路，得信號VA和VB；VA經信號跟隨電路C后，通過電阻R0至運放Z負相端，再經電阻RZ到運放Z輸出端；此端可得單端輸出信號V_OUT。VB接至運放Z正相端。頻率介于F1，F2之間的信號，被放大，倍率與RZ/R0成正比。

所屬技術領域

本專利屬于模擬信號處理電路。

給出了一種可用于傳感器類信號處理，對復雜信號環境下的微弱信號直接選擇特定信號成分放大處理的新型通用電路方案，并給出了實際電路設計的實現方法及一組實例電路。

背景技術

模擬電路的困境

相對于數字電路技術發展的速度和達到的高度，模擬電路技術可以說已經難望其項背。

即使是消費類電子產品和智能化技術的高速發展給模擬電路技術提供了極好的機遇，模擬信號處理技術仍未能擺脫低速徘徊的尷尬境地。

無論是質還是量，模擬電路技術都亟需獲得突破。

模擬電路的困難

有一類信號，市場的處理需求海量且迫切，這就是傳感器類信號。

傳感器類信號，往往存在信號環境復雜多變，有效信號微弱，信號處理要求高的多重困難。

以駐極體話筒信號為例：

●駐極體話筒為有源器件，需要一定的偏置工作電壓。

●駐極體話筒有效輸出的音頻信號幅度一般只有幾毫伏。

●供電電壓變化，器件參數離散性，環境溫度等因素造成的信號波動范圍，往往會大于有效信號本身。

在目前常用的可充電電池供電模式下，若不做特別處理，電池供電范圍的變化，就可以使駐極體話筒信號的信號中心點位置上下波動達幾百毫伏。

傳感器類信號的分離提取，放大處理，信號穩定等處理流程，給相應的信號處理電路，帶來了很大的困難和壓力。

設計困難，實現困難，通用性差，系統集成困難等等問題，都在困擾著模擬電路技術的發展。

模擬電路的需求

隨著傳感器數量和類型的爆炸式增加，給模擬信號處理技術，特別是復雜信號環境下微弱信號的有效處理技術，提出了非常迫切并難以應對的需求。

相應領域不但亟需大量通用性，適用性，易用性俱佳的信號處理電路，更需要能設計這些電路的工具和方法。

在多年來業內從“現實”出發，對傳統技術進行局部改良改進效果不很突出的前提下，本專利試圖從“理想”需求出發，探討一種具有如下特點的通用型電路方案：

1.具有統一的接口形式：單端輸入單端輸出；

2.電路可獨立使用，也可以模塊化堆疊，或嵌入式應用；

3.重點針對特定的信號成分進行選擇和放大處理；

4.電路結構具有通用性；

5.電路功能的設計要實現局部化，簡單化，直觀化。