RC电路的频率响应.doc

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1、潘楷5030209345RC电路的频率响应作者：潘楷（班级：F0302012；学号：5030209345）时间：2005-6-6摘要：本论文依据电工电子实验，就RC电路的高通、低通、串并联选频电路的频率特性及电路参数分别对截至频率的影响进行简要的分析。并结合在心电信号的检测采集中的应用来具体说明。同时对差动放大电路和同相放大电路进行一些回顾。关键词：RC电路、高通电路、低通电路、心电信号。一、RC高通电路1、右图为高通电路图，其频率响应为其幅频特性为其相频特性为上式表示输出电压相位总超前于输入电压相位，。图2、波特图采用与低通电路同样的折线似

2、方法，可画出高通电路的幅频和相频响应波特图如图所示潘楷5030209345一、RC低通电路1、其频率响应为:其幅频特性为其相频为表示负值，即输出电压总是滞后于输入电压。2、幅频响应波特图根据式（4）幅频响应可在波特图中用两条直线来近似描述：（1）当时用分贝表示为：（2）当时用分贝表示为  此直线的斜率为－20dB/十倍频程，它与零分贝线在处相交。近似的幅频响应如图2(a)所示。3、相频响应潘楷5030209345根据式（5）作出相频响应，它可用三条直线来近似描述：（1）当时，，得一条的直线。（2）当时，，得一条的直线。（3）当时，。由于当或时

3、，相应可近似得和，故在和之间，可用一条斜率为/十倍频程的直线来表示，于是可画得相频响应如图2(b)所示。应用：基于MSP430设计的微型家用心电图机_心电信号的检测及采集家用心电图机所需检测的心电信号幅值在0.05～4mV，频率在0.05～72Hz。而检测中存在的主要干扰信号有电极板与人之间的极化电压、50Hz工频干扰、仪器内部噪声和仪器周围电场磁场电磁场的干扰等等。心电信号中50Hz工频干扰可以利用自适应模板法消除，则心电图机模拟部分可以采用如图2所示的硬件结构。心电信号经电极或导联线采集后，先要进行电压放大。电压放大器一般由两级组成，前级

4、采用负反馈差动放大电路。系统中，采用TI公司的基于双运放电路的微功耗仪表放大器INA321芯片作为心电信号的前级放大器，放大倍数为10倍。由于72Hz以上的干扰信号较强而0.05Hz以下的干扰信号相对较弱，所以在滤波电路中，采取先低通滤波取出72Hz以下的信号，然后接高通的方式，这样就能滤除极化电压信号得到心电信号。由于在前面的滤波电路中采用了RC高通滤波电路，该电路具有较高的输出阻抗，所以后级放大采用了同相放大电路，放大倍数为20倍。心电信号的最高幅值为4mV，经过200倍的放大为0.8V，而A/DC的输入范围为0～2.5V，设计时取中间值

5、1.25V为参考，所以放大后的心电信号叠加参考电压1.25V后大小为(1.25±0.8)V，正好落在A/DC的模拟输入信号范围。同时，心电信号的频率在0.05～72Hz之间，为了保证采样定理的要求和保证转换速率可以选取采样率fs=200Hz。MSP430F135自带高速12位逐次逼近型ADC12，该ADC12具有内部参考电压、采样保持和自动扫描功能，有8个外通道4个内通道，高达200KHz的采样速率，多种采样方式，因而完全能够满足要求。潘楷5030209345图2系统模拟电路框图在心电信号的采集中，我们看到了前置放大（负反馈差动放大电路），和

6、后极放大（同相放大电路）的应用。下面对其性质进行简要分析：差动放大器的静态工作点主要由恒流源决定，故一般先设定。取值不能太大，越小，恒流源越恒定，漂移越小，放大器的输入阻抗越高。但也不能太小，一般为几毫安左右。射极电阻不能太大，否则负反馈太强，使得放大器增益很小，一般取左右的电位器，以便调整电路的对称性。同相放大电路的特点是：这种电路的闭环放大倍数,具有极高的输入电阻，极底的输出电阻。