测量电子电路设计
测量电子电路设计模拟篇,觉得讲解得比较深刻，分享给大家图解实用电子技术丛书测量电子电路设计滤波器篇从滤波器设计到锁相放大器的应用「日]远坂俊昭著彭军译钭学出版社北京图字:01-2005-4936号内容简介本书是“图解实用电子技术丛书”之一,也是《測量电子电路设计—模拟篇》的姊妹篇,主要介绍如何从放大了的信号中除去有害噪声,提取有用信号的滤波技术。书中介绍处理低频信号所必需的RC滤波蕃、有源滤波器、C滤波器,以及低频滤波器中能够实现极限Q值的锁相放大器的设计方法等,同时还提供大量的实验数据和模拟数据模拟篇中主要从高轉度信号量的观点,举具体的设计和制作实例详解模拟电路的基本电路,即放大电路。本书的读者对象主要是电子工程技木人员,也可供电子、自动化、仪器仪表等相关专业的师生参考学习。图书在版编目(CIP数据测量电子电路设计:滤彼器篇远坂俊昭著;彭详,北京:科学出版社,2006(图解实用电于技术丛书ISBN7-03-01712-9I.测…Ⅱ.①远…⑨彭…皿.①电子测量-电路设计②港波器设计N.TM930.111-64中国版本图书馆CIP数据核字〔2006)第041385号女编樨:赵方青崔炳哲贲任制作:魏莲责仔印制:刘士平广封面设计:李力共京东方龙盟久有限"司制作-:tp://www.okbuok.conll.cn臀☆服出版」京乐黄城根北街16号郎政编:007lh:tp://www.sciencecon海印射有限责佳公司印刷科学出版社发行各地新华书店经销2006年E月第版开本2006年6月算一次印刷印张:171/4印数:1—4000字数;26200定价:38.00元(如有印装质量问题我社负责调换〈新欣》)刊言本书是《测量电子电路设计—模拟篇》一书的姊妹篇《测量电子电路设计—模拟篇主要着眼于对来自传感器的具有一定S/N的微弱信号电压进行放大的技术。本书的主题则是从放大了的信号中除去有害噪声,提取有用信号的滤波技术无论是由一个电阻和一个电容构成的RC滤波器,还是分析類率高达几十吉赫的炯谱分析器都统称为滤波器,可见其包含的种类和技术非常庞杂木书在介绍应用丁处理频信号的RC滤波器、有源滤波器、LC滤波器,以及低频滤波器中能够实现极限Q值的锁相啟大器〔Iock- in Amplifier)的设计方法的同时,还提供了大量的实验数据和模拟数据。通常关于滤波器的专业书籍,既要颇费力气地阐述理论,又要介绍进行设计时必要的事项。而本书则将重点放在实用设计所必需的技术问题上。这些内容对于直接进行实际设计无疑是非常有用的,只是有关滤波器基础理论的内容相对而言略显单薄。因此书木罗列出参考文献,以供希望进一步深入学习滤波器理论知识的读者参考。要想了解锁相放大器.需要具备一定的锁相环( Phase LockedIoop,PLI)基本知识,不过简明易懂地介绍PIL,中使用的滤波器参数计算方法的专业书籍并不多见。本书对于PLL中使用的滤波器的计算问题,不但在介绍其设计方法的同时还提供大量的实验数据和模拟数据,所以请因PII知识比较欠缺而感到困惑的读者务必阅读这些内容。同时,也向那些对于锁相放大器的使用方法感到困惑的在物理、化学等领域工作的渎者推荐本书。为了熟练地使用测量仪器,必须熟知测量仪器的原理。当进行某种实验时,不仅需要购置正规厂家的测量仪器建立测量系统,还需要自制夹具提高实验准确性和速度。如果任何配件都寄希望于向厂家定做,既花费时间而又未必ⅱ前言合适。请务必阅读本书,学习并掌握自制前置啟大器和滤波器、排除外来噪声的技术,以便能够完成独创性的、质量更高的实验。《测量电子电路设计——模拟篇》和本书都是在CQ出版株式会社董事兼电子电路技术研究会主持人蒲生良治先生的建议下着手编写的ε利用休息日,为进行计算杋模拟而敲键盘,握着电烙铁做作业,原本预定半年完成,结果花了5年的时间。在此,谨向耐心等待迟到稿件的蒲生良治先生和作者的恩师——(株)NF电路设计集团常务董事荒木邦尔先生,以及给予了许多帮助的电子电路技术研究会的各位同仁致以深深的谢意而且,还要向包饺子高手—妻子宏子因怠慢而深表歉意,同时感谢她给予我的支持。著目录第1章概述1.1滤波器的特性与种类……1.1.1各种滤波器—本书介绍频率意义上的滤波器……………………………………11.1.2噪声与滤波器的节宽中中+当甲·甲···鲁中世1.1.3瀌波器对白噪声的滤波效果31.1.4防混浠作用的低通滤波器……………………51.1.5高通瀌波器(HPF)的作用1.1.6带通滤波器(BPF)的作用……1.1.7带阻滤波器(BEF)的作用1.1.8模拟滤波器与数字滤波器1.1.9能够自制的滤波器…………………………101.10由厂家制作的滤波器1.2滤波器的频率响应与时间响应特性■画121.2.1滤波器的阶数与衰减陡度………………121.2.2最大平坦:巴特沃斯特性3.2.3快速调整阶跃响应的贝塞尔特性131.2.4实现陡峭特性的切比雪夫特性141.2.5更加陡峭椭圆( Elliptic)特性151·2.6滤波器的副作馬—对响应特性的影响■■1.2.7髙通滤波器的时间哨应特性…画中b1.2.8带通滤波器的时间啊应特性……………19第2章RC滤波器与RC电路网络的设计…2.1最简单的RC滤波器曾即鲁鲁自·鲁申使费曹鲁啬轟最2.1.1RC低通滤波春的特性2.1.2DC前置放大春上附加RC濾波器222.1.3RC滤波器的多级连接23目录2加深对RC电路网络的印象262.2.1表现电路网络动作的万能曲线2.2.2设时利用渐近线272.2.3高頻截止/低频截止的A万能曲线282.2.4描述相位返回特性的B万能曲线…295PLL电路中应用的高频截止的B万能曲线…302.2.6应用于OP放大器相位补偿的低频截止的B万能曲线第3章有源滤波器的设计373.1概述373.1.1有源湖波器—确定参数值时的自由度高3.1.22阶有源濾波器设计基础3.2有源低通滤波器的设计………403.2.1经掌使用的正反馈型2阶IPF(增益=1)的构成3.2.25阶巴特沃斯LPF的计算例413.2.3使IPF具有放大率的滤波电路3.2.4王反缋型IPF(增益≠1)的构成…433.2.5减小元件灵敏度和失真的多重反愦型LPF…458,2.6有源IPF的高频特性……………………473.3有源高通滤波器的设计……493.3.1正反馈型2阶HPF的构成3.3.25阶切比雪夫HPF的计算例…………………5033.3多重反馈型HHF的构成…3.4状态可调滤波器的设计523.4.1状态可调滤波器的概念翻鲁音垂阝垂垂曲4非省当··垂523.4.2反转型与非反转型在特性上的差别…533.4.3在可变頻率-可变Q的通用滤波器中的应用…573.4.4状恋可调滤波器模块3.4.5低失真率的双截型濾波器583.5带通滤波器的设计…593.5.1将IPF与HPF级联59专栏A状态可调滤波器在低失真率振荡晷中的应用…615.2Q=10以下的1个OP放大器的多重反馈型BPF……………………………623.5.3中心频率为1kHz,Q=5的带通滤波器……633,5.42个放大器的高Q值BPF653.5.5能够用于评价OP故大器噪声的带宽100Hz的BPF………………………663.6带阻滤波器的设计……………………………693,6.1使用BPF的带阻滤波器693.6.2测量失真用的双T陷波滤波器aaaa,了附录有源滤波器设计用的归一化表3第4章LC滤波器的设计794.1LC滤波器概述冒留冒·d中「司自e业宁皇费曲日4.1.1LC滤波器在1ckHz以上的使用价值高4.1.2利用归一表和模拟器使设计变得简单…804.1.3LC滤波器的两种类型………………814.2LC滤波器的设计4.2.1低通LC濾波器的设计…4.2.2归一化表的使黑方法………834.2.3由低通滤波器(LPF)变换为高通滤波器(HPF)8442.4变换为带通滤波罨(BPF)………85专栏B函数台式计算机的应用42.5IPF的带宽越謇响应越慢…………………894.3LC滤波器的实验制作914.31附有5阶低通滤波器的前置放大器………914.3.2巴特沃斯BPF的试制94第5章模拟LC型有源滤波器的设计975.1模拟LC的概念……975.1.1不希望使用线圈甲q曾曹4975.1.2实现FDNR的电路………985.2实用的FDNR滤波器的设计………………985.2.15阶IPF均设计985.2.2特点—不受OP放大器直流漂移的影响…1005.2.3注意最大输入电平1025.2.4信号源电阻为Og的FDNR濾波器…-102目录5,2.5信号源电阻为0Ω的FDNR5阶低通滤波器的试制………10552.6抗误差用7阶切比雪夫滤波春的设汁……108特性的检验1105,2,8利用高速A/D转换器减轻滤波器的负担1125.2.9将电容变换为电感的GIC113第6章滤波器使用的RLC…1176,1滤波器使用的电阻器1176.1.1各种电阻器……176.1.2滤波瘗电路中的金属膜电阻春……………1176.1.3电阻的频率特性……………………1196.2滤波器使用的电容器………………………12⊥6.2,1电容握要注意等效串联电阻Rs…………1216.2,2糈潓波馨中不使用铝电解电容器1246.2.3叠居陶瓷电容器1266.2,4薄膜电容器…………………1286.2,5苯乙烯电容器1306.2.6云母电容器1306.3滤波器使用的线圈1336,3.1线圈的种类和等效电路…………………1336.3.2徵型电感〔圆筒形………………·1356.3.3壶形轶心……………………………1386.3.4用壶形铁心制作电感器的要点……………*1396.3.5基干壶形铁心的100mH电感器的设计…1426.3.5方形金属外壳电感器非着毒看D··晶↓d■,南1456.3.7环形铁心…………………………………14763.8环形铁心电感器的设计例148专栏C关于E系列标准值…………………151第7章变压器对噪声的阻断/抑制作用1537.1变压器概述…………………………………1537.1.1不可轻视变压器的作用…………1537,],2变压器的基本动作…1537.1.3变压器的等效电路154
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英集芯移动电源芯片的IIC寄存器手册，不是数据手册。支持IP5209/IP5109/IP5207/IP5108等芯片，有详细的寄存器地址说明。英集匙利技INJOINIC TECHNOLOGYP5209/P5109/P5207/P51086、12C通讯波形介绍SDANOURMSBAcknowleAcknowledgementSignal From ReceiverSignal From Receiver8Condition(S)RW ACKACK Condition(Py1 2c master写的时候,先传8bit数据,第9个bit读save返回的ack,ack为低代表写入成功,为高代表写入不成功。l2 c master读的时候,最后一个byte传输是 slave返叵数据, master返回nack(高电平),代表读结束:如果 master返回的是ack(低电平),则说明读没有结束, master会继续读所以第九个bit的ack信号要看 master端是读操作还是写操作:因为IP5209/P5109/P5108/P5207只能做save如果往1P5209/P5109/P5108/P5207寄存器写入数据,P5209/P5109/P5108/P5207返回ack为低电平;如果从P5209/P5109/P5108/P5207读取数据,IP5209/|5109/P5108/P5207返回nack高电平),( master必须发NACK,否则会有异常)代表读结束(英集匙利技INJOINIC TECHNOLOGYP5209/P5109/P5207/P51083、寄存器功能描述标示为“ Reserved”的寄存器位有特殊控制作用,不可改变原有的值,否则会出现无法预期的结果。对寄存器的操作必须按照“读-→>修改-->写”来进行,只修改要用到的bit,不能修改其他未用bit的值。1.1 SYS CTLOOffset= Ox01Bit(s)NameDescriptionR/WReset7:5Reserved手电筒检测是否使能RW1. enableO: disableLight enableRW0: disable1 enableBoost enableRW1O: disable1: enableCharger enableRWO disable1: enable0Reserved1.2 SYS CTL1Offset=0x02Bit(sNameDescriptionResetReserved轻载关机使能(0c可设定轻载关机阙|R/W值1:使能| BATLOW轻载关机功能0:关闭 BATLOW轻载关机功能负载插入自动开机R/W1:使能0:关闭英集匙利技INJOINIC TECHNOLOGYP5209/P5109/P5207/P51081.3 SYS CTL2Offset =0x0cBit(s)NameDescriptionR/WReset7:3轻载关机电流阈值设定RW00100n * 12mA当BAT电流小于设定阈值时,持续325米机注意:此电流设定阈值需要大于100mA2:0Reserved1. 4 SYS CTL3Offset=0x03it (s)NameDescriptionR/WReset7:6长按按键时间选择010:1S01:2s10:3S11:4S1:连续两次短按(两次短按在15内)R1关札功能使能O:连续两次短按(两次短按在15内)关机功能关闭4:0Reserved1.5 SYS CTL4Offset =0x04Bit(s)NameDescriptionR/WReset7:6关机时间设定R/W11:64s10:3201:16s00:8sV|N拔出是否开启 BOOST11:开启0:不开启4:0Reserved(i)英集匙利技INJOINIC TECHNOLOGYP5209/P5109/P5207/P51081.6 SYS CTLSOffset = 0x07Bit(s)NameDescriptionR/WResetReservedNNTC功能使能R/W:使能1:关闭ReservedR/W按键开关WLED于电筒方式选择:0:长按251:短按两次按键0按键关机方式选择:R/W0:短按两次按键1:长按251.7 Charger_ CTIOffset=0x22Bit(s)NameDescriptionR/WReset7:5Reserved3:2充电欠压环设定(充电时输出端voUT的R/电压)11:4.83V10:4.73V01:4.63V00:4.53V注:在充电的时候C会检测输出voUT的电压来自动调整充电电流,当VOUT的电压大于改置值时就以最大电流对充电充电,小于设定值时就自动减小充电电流以维持此电压;如果客户要求边充边放状态下可在输出端加采样电阻检测边充边放状态输出端的负载电流大于100mA时可把欠压环设置为最高,优先对外部负载充电1:0Reserved英集匙利技INJOINIC TECHNOLOGYP5209/P5109/P5207/P51081.8 Charger CTL2Offset=0x24Bit(s)NameDescriptionR/WResetReserved6:5BAT电池类型选择R/W0011: RESERVED10:4.35V电池01:43V电池00:4.2V电池4:3RESERVED2:1恒压充电电压加压设置1011:加压4210:加压28mV1:加压1400:不加压注:4.30V/4.35V建议加压14mV;4.2V建议加压28mV;如果客户需要支持44V的电芯,可以在435V电池的基础上选择加压48mV,充饱由MCU检测到电池电压大于44V,电流小于200MA才认为是电芯充饱了Reserved1.9 CHG DIG cTL4Offset = 0x26Bit(s)NameDescriptionR/WResetReserved电池类型内部寄存器设定还是外部setP|设定|RW选择1:外部 VSET PIN设置内部寄存器设置如果是该bit为0,可通过0x24寄存器的bit6:5来设定电池类型5:0Reserved英集匙利技INJOINIC TECHNOLOGYP5209/P5109/P5207/P51081.10 CHG DIG CTL4Offset=0x25Bit(s)NameDescriptionR/WReset7:5Reserved充电电流设置(设置为电氾端电流)R/W10111lbat=b0*0.1+b1*0.2+b2*0.4+b3*08+b4*1.6A注:默认值为1011123A左右1.11 MEP CTLOOffset = 0x51it (s)NameDescriptionR/WReset7:6Reserved5: 4 LIGHT selLGHT功能选择R/W0000: WLED01: GP10210: VREF11: Reserved3: 2 L4_selL4的功能选择R/W00:L401:GP|o110: Reserved11: Reserved1:0L3_seL3的功能选择R/W01: GPIO010: Reserved11: Reserved1.12 MFP CTL1Offset=0x52sit(s)NameDescriptionR/WReset7:4ReservedR/W3: 2 VSET selVSET功能选择W0000:电池电压选择PN)英集应利P5209/P5109/P5207/P510801: GP10410: Reserved11: Reserved1: 0 RSET seRS氏T功能选择R/W0000:电池内阻选择PN01:GP|O310: Reserved11: Reserved1.13 GPIO CTL2Offset =0x53 default oxoBit(sNameDescriptionR/WReset7:5Reserved4:0 GPIO_ INEN GPIO[4: 0]input enableRW00: Disable1: Enable1.14 GP0 CTL2Offset= Ox54 default oxoBits)NameDescriptionR/WReset7:5Reserved4: 0 GPIO_OUTEN GPIO[4: ]output enableRW00: Disable1: Enable在丌启 Output之前,需要先将data配好1.15 GPO CTL3Offset =0x55Bit(s)NameDescriptionR/w Reset7:5Reserved4:0 GPIO DATGPIO[4: 0]DATAR/W0(i)英集匙利技INJOINIC TECHNOLOGYP5209/P5109/P5207/P51082.1 BATVADC DATOOffset =Oxa2Bit(s)NameDescriptionR/WReset7:0 BATVADO7:| BATVADC数据的低8bitRO2.2 BATVADC DAT1Offset Oxa3Bit(s)NameDescriptionR/VReset7:6Reserved5:0 BATVADC[13: BATVADC数据的高6btR8]VBAT=BATVADC*0. 26855mv+2.6VBATVADC VALUE low =l2C Read Byte( 12C SLAVE ADDR, Oxa2);//low 8bitBATVADC VALUE high=12c Read Byte(I2C SLAVE ADDR, Oxa3); //high 6bitf( BATVADC VALUE high&0x20)=0x20)//补码BATVOL[=2600-("BATVADC VALUE low +((BATVADC vaLUe high & 0x1F)*256+1)*0.26855else//原码BATVOL[]=2600+(BATVADC VALUE low+BATVADC_ VALUE high *256)*0.26855; //mv 24i
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