[發明專利]一種高頻無源RC積分放大器的RC參數設計方法

在審

• 申請號: 202110726952.1
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113381700A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 萬杰;鄭翔宇;韓軻;鄂鵬;金成剛;劉滿星
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F3/68;G06F30/367
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

本發明公開了一種高頻無源RC積分放大器的RC參數設計方法，所述方法包括如下步驟：步驟1：計算無源RC積分放大器的不完全積分固定偏差與運放輸入電壓噪聲的有效值；步驟2：借助遺傳算法對不完全積分和運放輸入電壓噪聲帶來的相對綜合偏差進行尋優，相對綜合偏差最小時，對應的RC值即為最佳的RC取值。本發明提出了相對綜合偏差e，將實際積分信號與理想積分信號的偏差量化，為RC最佳取值提供鑒定標準。本發明使用遺傳算法，借用其尋優功能，快速計算得到相對綜合偏差e對應的RC最佳取值。

技術領域

本發明涉及一種高頻無源RC積分放大器的RC參數設計方法。

背景技術

對高頻小幅度信號的積分進行測量時，無源RC積分放大器是一種有效的方案。其中RC電路的RC參數選取，既要滿足高頻小幅度信號的頻帶需求，從而減小不完全積分固定偏差，同時又要減少放大器噪聲的影響，是無源RC積分放大器能否正常工作的重要參數。

發明內容

本發明的目的是提供一種高頻無源RC積分放大器的RC參數設計方法，將不完全積分固定偏差和運放輸入電壓噪聲帶來的相對綜合偏差降至最小值。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種高頻無源RC積分放大器的RC參數設計方法，包括如下步驟：

步驟1：計算無源RC積分放大器的不完全積分固定偏差與運放輸入電壓噪聲的有效值，其中：

無源RC積分放大器的不完全積分固定偏差為：

|U1_real-U1_RC|；

其中，U1_RC為A點高頻小幅度的源信號經過RC積分電路后，在B點的實際積分輸出電壓(不包括噪聲)的有效值；U1_real為A點高頻小幅度的源信號經過RC積分電路后，在B點的理想積分輸出電壓(不包括噪聲)的有效值；A點是高頻小幅度的源信號，電壓有效值是U0；B點是電路中電壓幅度最小，噪聲影響最大的點，電壓有效值是U1；

U1_real的計算公式如下：

U1_RC的計算公式如下：

其中，ω為源信號的頻率；R為RC積分電路中電阻器的阻值；C為RC積分電路中電容器的電容量；

步驟2：借助遺傳算法對不完全積分和運放輸入電壓噪聲帶來的相對綜合偏差進行尋優，得到最佳的RC取值，其中：

不完全積分和運放輸入電壓噪聲帶來的相對綜合偏差為：

其中，e為不完全積分和運放輸入電壓噪聲帶來的相對綜合偏差；U1_noise為運算放大器在B點噪聲電壓的有效值，計算公式如下：

其中，e_n為運算放大器的輸入電壓噪聲密度；

相對綜合偏差e最小時，對應的RC值即為最佳的RC取值。

相比于現有技術，本發明具有如下優點：

1、本發明提出了相對綜合偏差e，將實際積分信號與理想積分信號的偏差量化，為RC最佳取值提供鑒定標準。

2、本發明使用遺傳算法，借用其尋優功能，快速計算得到相對綜合偏差e對應的RC最佳取值。

附圖說明

圖1為無源RC積分放大器的電路圖。

具體實施方式