M30290FAHPU5A心電放大器仿真結(jié)果，輸人輸出波形，差模增益的幅頻響應(yīng) 共模增益的幅頻響應(yīng)為89.5%。若將R4、R7的精度提高到0.25%,則差模電壓增益最小為39.4,共模電壓增益最大為2.9×10ˉ3,可以保證共模抑制比大于80 dB的成品率為100%。

由此看出儀用放大器的共模抑制比取決于電阻精度和A1與A2的匹配程度(對(duì)A1與A2的參數(shù)進(jìn)行分析也能得到同樣的結(jié)果)。但是采用精度這樣高的電阻并不是最佳的方案,實(shí)際上簡(jiǎn)單而有效的辦法是在相應(yīng)的支路上串接一個(gè)精密電位器,如圖11.2.3中的Rpl′Rp2等,通過(guò)調(diào)節(jié)電位器將電路調(diào)整到最佳匹配狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)調(diào)試,通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真調(diào)試后,最后還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)板上搭接實(shí)際電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試。具體調(diào)試方法和過(guò)程在實(shí)驗(yàn)課中解決,這里不再敘述。

關(guān)于印制板制備和整機(jī)測(cè)試這里也不再討論。請(qǐng)讀者參閱有關(guān)參考文獻(xiàn)。SPICE程序不僅能對(duì)具體電路進(jìn)行仿真,而且還能對(duì)電路框圖進(jìn)行仿真,驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案在原理上是否可行。例11,2,2說(shuō)明了這一仿真方法的應(yīng)用。

例11.2,2 采用如圖11.2,5所示的設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)一個(gè)包括方波發(fā)生器、積分器和帶通濾波器三個(gè)部分在街的、能產(chǎn)生方波、三角改和正弦茨的信號(hào)發(fā)生器。要求正弦波的諧波失真系數(shù)小于1%。

方波、三角波和正弦波信號(hào)發(fā)生器的方框圖

解:初步擬定方波發(fā)生器的電路如圖11.2,6a所示,改變時(shí)間常數(shù)RC,即可改變方波的頻率�，F(xiàn)假設(shè)R=1 kΩ,當(dāng)C分別為1 uF和0.47 uF時(shí),進(jìn)行Time Domain(時(shí)域)分析,得到vo1的波形如圖11.2.6b所示,兩個(gè)波形的周期分別約為2.2 ms和1.04 ms,則頻率為454.55 Hz和961.54 Hz。

用時(shí)域分析觀察uo1、uo2和uo33的波形,從而判斷此方案在原理上是否可行。

圖11.2.5框圖中的積分器和帶通濾波器用積分器運(yùn)算模型(INTEG)和帶通濾波器運(yùn)算模型(BANDPAss)代替,加上方波產(chǎn)生電路得到圖11,2.7所示電路。不斷調(diào)整積分器和帶通濾波器的有關(guān)參數(shù),觀察uo1t、uo2和uo3的波形直到較合適為止。當(dāng)積分器IT的比例系數(shù)(GAIN)取1000,電容取0.47uF,帶通濾波器BP的下限截止頻率設(shè)置為94.1 Hz,上限截止頻率設(shè)置為981 Hz,中心頻率為961 Hz(方波的頻率約為961 Hz),通帶外衰減速率定為40 dB/十倍頻程①時(shí),vo1、Vo2和uo3的波形如圖11.2.8所示。

BANDPASS模型中有6個(gè)參數(shù)必須定義,它們是F0(Lowcr stopband frequency)、F1(Lowcr pass band frequency)、F2(Upper passband frequency)、F3(Upper stopband frequency)、RIPPLE(Ripple specˉcation)和STOP(Stopband attenuation),本例中FO=94,1 Hz, F1=941 Hz,F2=981 Hz, F3=9.81 kHz,

RIPPLE=0.1 dB,sTOP=40 dB。此時(shí)帶通濾波器的屁=961 Hz,BW≈77.69 Hz,O=fo/B7≈12.37。

積分器帶通濾波器,方波發(fā)生器(a)原理圖 (b)C=l uF和C=0.47 uF時(shí)uo1的波形由波形看出此方案在原理上是可行的。

對(duì)uo輸出的正弦波再進(jìn)行傅里葉分析,仿真得到總諧波失真系數(shù)為0.4707925%,滿(mǎn)足要求(分析到10次諧波)。

現(xiàn)將帶通濾波器的衰減速率改為20dB/十倍頻程再仿真(此時(shí)BW≈262 Hz,0≈3.67),得到總諧波失真系數(shù)為1.218184%,超過(guò)了1%。也就是說(shuō),至少要采用二階以上的帶通濾波器才能滿(mǎn)足要求。

值得注意的是,當(dāng)基波(方波)的頻率變化時(shí),帶通濾波器的中心頻率fo也要隨之變化，否則將無(wú)法滿(mǎn)足諧波失真的要求．

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