超声波用可编程带通滤波器电路制造技术

本申请提供一种超声波用可编程带通滤波器电路，包括滤波器电路和数字接口电路；滤波器电路用于对信号进行滤波，数字接口电路用于对滤波器电路进行编程；滤波器电路包括数字电位器U1、数字电位器U2、数字电位器U4和运算放大器U3。本申请的超声波用可编程带通滤波器电路，至少具有以下有益技术效果之一：(1)采用高带宽运算放大器，大大提升了该带通滤波器的工作范围；(2)采用数字电位器调节滤波器参数，控制方式简单可靠，上电后不需要重复设置；(3)基于无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波器，具有较很高的Q值，在可编程的同时具有很高的频率选择性。率选择性。率选择性。

【技术实现步骤摘要】
超声波用可编程带通滤波器电路


[0001]本申请涉及超声波测量领域，具体地，涉及一种超声波用可编程带通滤波器电路。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的兴起，超声波作为物联网技术的热点，也备受关注，超声波在测距、定位、材料检测、医学检测、工业清洗等领域广泛应用。但是在超声波信号采集过程中，由于环境中的各种干扰，导致实际采集到的信号中有大量的噪声信号，尤其是在超声波信号微弱的时候，超声波信号会被淹没在噪声里，所以在超声波信号采集系统里需要用到滤波器。
[0003]开发者在实际的电路中调试滤波器时，其参数往往是固定的，若要改变滤波器的特性，往往需要进行更换元器件；现有的可编程滤波器，可以通过数字接口对滤波器进行灵活控制，避免更换元器件，但是它们往往工作频段较低、Q值不高，难以应对较高频率的超声波信号。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请实施例提供一种超声波用可编程带通滤波器电路。
[0005]第一方面，提供一种超声波用可编程带通滤波器电路，包括滤波器电路和数字接口电路；滤波器电路用于对信号进行滤波，数字接口电路用于对滤波器电路进行编程；滤波器电路包括数字电位器U1、数字电位器U2、数字电位器U4和运算放大器U3。
[0006]在一个实施例中，还包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和SMA插座P1；
[0007]数字电位器U2的引脚3为信号输入端，引脚5连接节点3，引脚8连接+5V信号，引脚4连接
‑
5V信号，引脚1连接INC2信号，引脚2连接U/D2信号，引脚7连接CS2信号；数字电位器U4引脚5连接GND，引脚3连接节点3，引脚8连接+5V信号，引脚4连接
‑
5V信号，引脚1连接INC4信号，引脚2连接U/D4信号，引脚7连接CS4信号；电容C2一端连接节点3，另一端连接数字电位器U1的引脚3和运算放大器U3的引脚3；电容C1一端连接节点3，另一端连接数字电位器U1的引脚5和运算放大器U3的引脚7；运算放大器U3的引脚4连接GND信号，引脚8连接+5V信号，引脚5连接
‑
5V信号；数字电位器U1引脚8连接+5V信号，引脚4连接
‑
5V信号，引脚1连接INC1信号，引脚2连接U/D1信号，引脚7连接CS1信号；电容C3和电容C4分别串联+5V和
‑
5V信号。
[0008]在一个实施例中，的数字接口电路包括排针接口P2，排针接口P2的引脚1、引脚11均与GND信号相连，排针接口P2的引脚2、3、4、5、6、7、8、9、10分别连接INC1、U/D1、CS1、INC2、U/D2、CS2、INC4、U/D4、CS4信号。
[0009]相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：
[0010](1)采用高带宽运算放大器，大大提升了该带通滤波器的工作范围；
[0011](2)采用数字电位器调节滤波器参数，控制方式简单可靠，上电后不需要重复设置；
[0012](3)基于无限增益多路负反馈有源二阶带通滤波器，具有较很高的Q值，在可编程的同时具有很高的频率选择性。
附图说明
[0013]本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：
[0014]图1示出了根据本申请实施例的超声波用可编程带通滤波器电路的原理图。
[0015]附图标记：
[0016]1‑
滤波器电路，2
‑
数字接口电路，3
‑
节点。
具体实施方式
[0017]在下文中将结合附图对本申请的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。
[0018]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的装置结构，而省略了与本申请关系不大的其他细节。
[0019]应理解的是，本申请并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。
[0020]本申请实施例提供一种超声波用可编程带通滤波器电路，参见图1，包括滤波器电路1和数字接口电路2；滤波器电路1用于对信号进行滤波，数字接口电路2用于对滤波器电路1进行编程；滤波器电路1包括数字电位器U1、数字电位器U2、数字电位器U4和运算放大器U3。
[0021]该实施例中，运算放大器U3型号为OPA818，是一款低噪声、高灵敏度放大器，增益平坦度为125MHz，增益带宽积为2.7GHz，即当放大器的增益为1时，它的最大带宽可以达到2.7GHz，供电电源使用
±
5V双电源；数字电位器U1、数字电位器U2和数字电位器U4型号为X9C104，是一款100阶数字电位器，电阻范围为40Ω～100KΩ，具有温度补偿功能，电阻误差为
±
20％，可以通过INC、U/D和CS引脚进行编程，数据被存放在非易失性存储器中，在下次上电之后可重新调用。
[0022]该实施例克服了传统电路调试需要手动更换元器件的繁琐流程，和现有可编程滤波器工作频段低、Q值低等问题，采用高带宽运算放大器，提升了滤波器电路1的工作范围，采用数字电位器调节滤波器参数，其控制方式简单可靠，上电后不需要重复设置。
[0023]在一个实施例中，超声波用可编程带通滤波器电路还包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和SMA插座P1；
[0024]数字电位器U2的引脚3为信号输入端，引脚5连接节点3，引脚8连接+5V信号，引脚4连接
‑
5V信号，引脚1连接INC2信号，引脚2连接U/D2信号，引脚7连接CS2信号，数字电位器U2在电路中的的电阻为RU2；数字电位器U4引脚5连接GND，引脚3连接节点3，引脚8连接+5V信
号，引脚4连接
‑
5V信号，引脚1连接INC4信号，引脚2连接U/D4信号，引脚7连接CS4信号；电容C2一端连接节点3，另一端连接数字电位器U1的引脚3和运算放大器U3的引脚3，这里，U4在电路中的电阻的为RU4，电容C2的容值为100pF；电容C1一端连接节点3，另一端连接数字电位器U1的引脚5和运算放大器U3的引脚7，这里，电容C1的容值为100pF；运算放大器U3的引脚4连接GND信号，引脚8连接+5V信号，引脚5连接
‑
5V信号；数字电位器U1引脚8连接+5V信号，引脚4连接
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5V信号，引脚1连接INC1信号，引脚2连接U/D1信号，引脚7连接CS1信号，数字电位器U1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波用可编程带通滤波器电路，其特征在于，包括滤波器电路(1)和数字接口电路(2)；所述滤波器电路(1)用于对信号进行滤波，所述数字接口电路(2)用于对所述滤波器电路(1)进行编程；所述滤波器电路(1)包括数字电位器U1、数字电位器U2、数字电位器U4和运算放大器U3。2.如权利要求1所述的超声波用可编程带通滤波器电路，其特征在于，还包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和SMA插座P1；所述数字电位器U2的引脚3为信号输入端，引脚5连接节点(3)，引脚8连接+5V信号，引脚4连接
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5V信号，引脚1连接INC2信号，引脚2连接U/D2信号，引脚7连接CS2信号；数字电位器U4引脚5连接GND，引脚3连接节点3，引脚8连接+5V信号，引脚4连接
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5V信号，引脚1连接INC4信号，引脚2连接U/D4信号，引脚7连接CS4信号；所述电容C2一端连接节点(3)，另一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝英，袁圣，王栋，何娟，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：新型
国别省市：