频率补偿电路
两级放大电路增加频率范围的方法
两级放大电路增加频率范围的方法放大电路是电子设备中常见的一种电路，用于放大电信号。
在设计放大电路时，我们通常会考虑到频率范围的问题，毕竟不同的应用对于频率范围的要求是不同的。
所以，如何增加放大电路的频率范围是一个非常重要的问题。
首先，我来介绍几种常见的方法，用于增加放大电路的频率范围。
第一种方法是使用高频有源元件。
有源元件是指具有放大功能的电子元件，如晶体管、场效应管等。
这些元件可以将输入的小信号放大到较大的幅度，从而增加了电路的频率范围。
在选择有源元件时，我们可以根据需要选择高频放大器管型，并且合理设置电路极化电压和电流，以确保其在高频下工作稳定。
第二种方法是增加频率补偿电路。
频率补偿电路是一种用于调整电路的频率特性的电路，可以在一定范围内提高电路的频率响应。
常见的频率补偿电路有RC电路、LC电路和其它滤波电路。
我们可以根据电路的需求选择合适的频率补偿电路，并将其加入到放大电路中，从而增加电路的频率范围。
第三种方法是使用宽带放大器。
宽带放大器是一种能够在较宽的频率范围内工作的放大器。
相对于普通放大器来说，宽带放大器的频率响应更为平坦，可以在整个频率范围内提供更稳定的放大效果。
因此，我们可以选择合适的宽带放大器，并将其应用到放大电路中，从而扩展电路的频率范围。
除了上述三种方法，还有一些其他的技术可以用于增加放大电路的频率范围，如负反馈技术、片上动态调整技术等。
这些技术的应用可以使得放大电路在更大的频率范围内工作，提高电路的性能和稳定性。
此外，我们在增加放大电路的频率范围时，也要注意一些问题。
首先，要合理选择元件和器件。
不同的元件和器件对于高频信号的响应能力是不同的，所以在设计和选择放大电路时，要充分考虑他们的特性和参数，以确保电路能够在需要的频率范围内正常工作。
其次，要注意阻抗匹配。
在放大电路中，输入和输出端口的阻抗匹配是非常重要的。
阻抗的不匹配会导致信号的反射和功耗的增加，从而影响电路的性能。
tl431频率补偿的原理
TL431 是一种常用的可编程精密电压参考源，常用于电源管理、稳压和电压控制等应用中。
TL431 可以通过修改其引脚连接方式进行频率补偿。
频率补偿是根据不同工作频率下的电容和电感的阻抗变化来调节TL431 的电流增益以提供更好的稳定性。
原理如下：
在TL431 的基本连接中，它的阴极接地，阳极连接到外部电路，而参考端连接到一个调节电阻。
这个调节电阻决定了TL431 的工作点电流。
频率补偿通过在调节电阻和TL431 参考端之间添加一个电容来实现。
这个电容可以被称为频率补偿电容。
频率补偿电容通过并联到调节电阻上，在高频率下可以提供额外的补偿。
当工作频率增加时，电容的阻抗减小，使得更多的电流流过频率补偿电容。
这会减小调节电阻上的电流，从而降低TL431 的工作点电流。
通过降低工作点电流，频率补偿可以更好地适应高频率下电容和电感的阻抗变化，提供更好的稳定性。
需要注意的是，频率补偿的具体值和方式取决于应用和工作条件。
在设计中，需要经过实验和测试来确定最佳的频率补偿电容值，并确保系统的稳定性和性能。
此外，还需要考虑电路的负载容量、环境温度和其他因素对频率补偿的影响。
综上所述，TL431 的频率补偿原理是通过添加一个频率补偿电容到调节电阻和参考端之间，以根据工作频率调整TL431 的工作点电流，从而实现更好的稳定性和性能。
频率补偿电路
频率补偿电路概述频率补偿电路，又称为频率响应补偿电路，是一种能够改善信号传输过程中频率响应不平衡的电路。
在实际的电子系统中，由于各种原因导致信号的频率在传输过程中受到损失或变形，频率补偿电路通过对信号进行适当的处理，使得信号在传输过程中频率特性更加均衡和稳定。
频率失真问题在电子系统中，信号传输过程中往往会遇到频率失真的问题。
这种失真通常是由于电路元件的非线性特性、传输介质的衰减和传输线路的反射等原因所导致的。
频率失真会导致信号传输中的某些频率分量受到削弱或失真，从而影响传输信号的准确性和可靠性。
频率补偿电路的工作原理频率补偿电路通过对输入信号进行适当的放大或衰减，以及对不同频率分量的相位进行调整，来实现对信号频率响应的均衡和稳定。
频率补偿电路通常包括滤波器、放大器和相位校正电路等组成部分。
滤波器滤波器是频率补偿电路中最重要的组成部分之一。
它能够选择性地通过或阻断不同频率的信号分量，从而达到补偿频率失真的目的。
滤波器常用的类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
通过合理的设计和配置滤波器，可以实现对信号频率响应的补偿和调整。
放大器放大器在频率补偿电路中起到补偿信号衰减的作用。
由于信号在传输过程中会受到衰减，放大器可以对信号进行适当的放大，使其达到原始输入信号的幅度水平。
放大器的增益可以根据实际需要进行调整，以实现对信号频率响应的补偿。
相位校正电路相位校正电路用于对信号的相位进行校正，以使得输入信号和输出信号的相位差最小化。
相位校正电路通常采用相移电路或移频电路等形式，通过引入适当的相位延迟或提前来对信号的相位进行调整，从而达到对信号频率响应的补偿。
应用领域频率补偿电路在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：通信系统在通信系统中，频率补偿电路用于对传输信号进行补偿，以提高信号传输的质量和可靠性。
它可以应对信号在传输过程中所遇到的衰减、失真和延迟等问题，从而保证通信系统的正常工作。
补偿电路的工作原理
补偿电路的工作原理补偿电路在电子工程中扮演着至关重要的角色，它们被广泛应用于各种电子设备与系统，旨在改善电路性能、提高稳定性、减少失真以及优化功率因数等。
本文将深入探讨补偿电路的工作原理，分析不同类型的补偿电路及其应用。
一、补偿电路的基本概念补偿电路是一种用于修正或改善电路性能的辅助电路。
在理想情况下，电路元件如电阻、电容和电感等都具有完美的线性特性，但在实际应用中，由于元件的非线性、温度依赖性、老化以及其他外部因素，电路性能往往会偏离理想状态。
补偿电路通过引入额外的元件或网络，以抵消或减小这些非理想效应，从而使整体电路性能更接近理论预期。
二、补偿电路的类型根据应用场景和所需改善的性能指标，补偿电路可分为多种类型，如功率因数补偿、频率补偿、温度补偿等。
下面将分别介绍这些类型的工作原理。
功率因数补偿电路功率因数补偿电路主要用于提高交流电路的功率因数，减少无功功率的损耗。
在交流电路中，由于电感性和电容性负载的存在，电流与电压之间存在相位差，导致功率因数降低。
功率因数补偿电路通过并联适当的电容器，提供与电感负载相反的无功功率，从而减小相位差，提高功率因数。
频率补偿电路频率补偿电路用于改善放大器等电路的频率响应。
在高频和低频段，放大器的增益和相位特性可能会发生变化，导致信号失真。
通过在放大器电路中引入额外的电容、电感或电阻元件，可以调整电路的频率响应，使增益和相位在不同频段内保持相对稳定。
常见的频率补偿电路包括超前补偿、滞后补偿和领前-滞后补偿等。
温度补偿电路温度补偿电路用于减小温度变化对电路性能的影响。
许多电子元件的参数随温度变化而变化，如电阻的阻值、半导体的导电性等。
温度补偿电路通过引入具有相反温度系数的元件，以抵消原有元件参数随温度的变化。
例如，在温度传感器电路中，可以采用负温度系数的热敏电阻与正温度系数的电阻串联，从而实现温度变化的线性输出。
三、补偿电路的设计与应用设计补偿电路时，首先需要分析原有电路的性能瓶颈和非理想特性，确定需要改善的性能指标。
电路频率补偿问题,常用的频率补偿方法
电路频率补偿问题，常用的频率补偿方法在电路中，频率补偿是一种常用的技术，用于调整电路的频率特性，以实现
所需的频率响应。
本文将介绍电路频率补偿问题的一些基本概念和常用的频率补
偿方法。
电路频率补偿问题是指在电路中，由于电感和电容等元件的存在，电路的频率响应可能会出现峰值或谷值，需要通过频率补偿来调整电路的频率特性，以实现所需的频率响应。
常用的频率补偿方法包括：
1. 串联电容补偿：在电路中串联一个电容器，利用电容器的阻
抗与电感器相消，从而补偿电路的频率响应。
串联电容补偿适用于低频电路，其优点是电路简单，补偿效果明显，但缺点是会增加电路的成本和复杂度。
2. 并联电容补偿：在电路中并联一个电容器，利用电容器的阻
抗与电感器相消，从而补偿电路的频率响应。
并联电容补偿适用于高频电路，其优点是电路简单，补偿效果明显，但缺点是会影响电路的稳定性和增加电路的成本。
3. 串联电感补偿：在电路中串联一个电感器，利用电感器的阻
抗与电容器相消，从而补偿电路的频率响应。
串联电感补偿适用于高频电路，其优点是电路简单，补偿效果明显，但缺点是会增加电路的成本和复杂度。
4. 并联电感补偿：在电路中并联一个电感器，利用电感器的阻抗与电容器相消，从而补偿电路的频率响应。
并联电感补偿适用于低频电路，其优点是电路简单，补偿效果明显，但缺点是会影响电路的稳定性和增加电路的成本。
放大电路的频率补偿
放大电路的频率补偿一、概述放大电路中的频率补偿是指在放大电路中加入相应的电路元件以使信号在不同频率下获得相同的增益，即在许多频率点上获得平坦的增益特性。
这种补偿电路是用来对放大电路的频率响应进行修正的，以确保放大电路对不同频率的信号进行准确的放大。
二、放大电路的频率响应放大电路在不同频率的信号输入下会产生不同的增益，通常会发生低频降低、高频升高的问题。
这是由于不同频率的信号经过传输后的电容、电感和电阻等电路元件的响应不同。
如果不进行修正，放大电路在不同频率下的输出信号将会失真，从而影响信号的传输质量。
三、频率补偿电路的分类1、毛刺电路毛刺电路是一种常见的频率补偿电路，用于平衡高频放大器在频谱上的响应。
在高频范围内，放大器电容和电阻之间的反馈路径会产生毛刺。
这时，可通过在反馈路径中添加一个毛刺电路，以平衡反馈路径上的响应。
2、反馈电容电路反馈电容电路也是常见的频率补偿电路之一，它通过在反馈回路中添加一个带有大电容的元件来平衡放大器在低频范围上的响应。
反馈电容电路还有一个优点，即可以抑制放大器的直流漂移。
3、半导体电子组件半导体电子元件也是常用的频率补偿电路之一。
在集成电路中，由于工艺的限制，晶体管的实际功率增益随频率而降低。
在这种情况下，可以通过添加半导体电子组件来抵消不同频率下的功率损失，从而实现频率补偿。
4、LC网络LC网络也是一种常见的频率补偿电路，它利用电感和电容来平衡放大器的频率响应。
对于低频区域，电感可以将低频信号过滤掉，而对于高频区域，电容则可以将高频信号过滤掉。
因此，通过调整电感和电容的组合，可以实现放大器在整个频率范围内的平坦增益特性。
四、应用实例频率补偿电路在实际应用中非常广泛。
例如，在功率放大器中，频率补偿电路用于保持电路的增益平坦，实现高品质的声音传输。
另外，在无线电通信领域，频率补偿电路是必要的，因为无线电信号在传输过程中会受到频率偏移影响，导致信号质量下降。
频率补偿电路可以对这种偏移进行补偿，以确保信号传输质量。
频率补偿电路
这是一个电子线路的问题，不同的电路或者说不同的元器件对不同频率的放大倍数是不相同的，如果输入信号不是单一频率，就会造成：（例子）高频放大的倍数大，低频放大的倍数小，结果输出的波形就产生了失真。
至于方法我只记得负反馈，增加通频带。
本人是湖南边远山区的一个初中物理教师，8年了，上次CGE电子的老总问我2的定积分从0到L，我竟然没说出来。
唯有电子线路和电视机原理还有点印象。
90|评论(2)频率补偿目的就是减小时钟和相位差，使输入输出频率同步很多放大电路里都会用到锁相环频率补偿电路放大电路分很多种，你是问哪种放大电路？如果是功率放大，是用于防止自激的；其他电路有的是为了滤波，有的为抗干扰，有的为选频，运算放大器实际使用接成负反馈形式时，有时会产生自激振荡现象，这将影响正常的使用。
这负反馈有180°相位变化。
运算放大器的频率特性是指输出的幅度和相位随输入频率变化而变化的性质。
如图1所示，在低频时幅度和相位都保持不变，当频率升高时，幅度开始下降，同时发生相移。
这是由于运放中的结点有寄生电容，当频率低时寄生电容不明显。
当频率升高时寄生电容和结点输出电阻就构成RC滤波器，造成输出幅度下降，相位移动，这就称为运放的极点。
运放一般具有2个极点以上，而每个极点能产生90°的相移。
每个极点贡献－20dB 的幅度变化。
如图2所示三级运放的频率特性图可知，运放有可能在幅度在大于0dB（即增益大于1）时，已经产生180°相移，加上负反馈的180°相移，就有了360°的相移，负反馈成了正反馈，且增益大于1。
由巴克豪森的振荡判据可知，运放产生了振荡，不能正常使用。
为防止运放同时满足巴克豪森的振荡的两个条件，需要运放在幅度下降到0dB 前相移小于180°。
这通常有两种方法。
一是，压低第一极点的频率，从而让幅度下降到0dB时的频率降低。
当相移达到180°时，幅度增益小于1，也就是增益降为1时，相移没有达到180°，不能产生振荡。
压电式传感器频率补偿电路设计
２设 计方案 图 ３ 放 大 电路 电路主要 由模 拟模 块和补 偿模块组成 。 模 拟模块主要是指 信号发生 滤波 电路 主要是 指低通滤波器 ， 其主要作用是 为了防止信号 经过放 器胺 地产生的信号作为被测量的信号， 经过运模拟电路后的输出信号与 大 电路后 ， 在高频 段产生 自激震荡 。为使滤波器在 通频带 内具有 最大平 压 电传感器具有一 样频率特 性。 选用二 阶择巴特 沃斯滤波 器 ， 设置其增 益为 １ ， 具体 电路 模拟 电路 单指 在实际调试 和测试 时信号经过 的某一 电路 ， 输 出信号 坦 的幅频 特 性， 所示 。 与经过压电传感器有相同频率响应特陛， 这一电路就是本文中的模拟电 图如 图 ４ 路。 ， 补偿模块 主要 由放大 电路 和滤波 电路组成 ， 就是 一个针对模 拟 电路 的校正 网络 电路。这个 电路是 根据模拟 电路 的传 递 函数计算 而得到 的 ， 对 信号具有校 正作用 。 本文 中的频率 补偿电路实 际上就 是对信号的频率 展宽 。 其 中放 大电路 的增益 ， 就 是模 拟 电路 的衰减倍 数 ， 主要是放大被衰 减的信号 ；滤波 电路 主要根据设 计要求 中的－ ３ ｄ Ｂ高频截止频 率得到上 限截止频率 ， 主要 是为 了防止 信号经过放 大电路后 在高频率 时产生 自 激 震荡 。电路 总框图如见 图 １ 所示。
．
佑 Ｖ
图 ４二阶有 源低 通滤波电路
’ 电路 中具体 的参 数 Ｒ ４ ＝ Ｒ ９ ＝ ８ ０ ０ １ ｑ ， Ｃ ３ － － Ｃ ８ ＝ ｌ ｎ Ｆ ，其上 限截止 频率为
１ ２０ ＫＨｚ 。
图 Ｉ 系 统 总 体 设 计 流 程 图
２ ． １模拟 电路 十 压电加速度传感器本身的内阻抗很高 ， 而输出能量较小 ， 从而产生 的有用信号也十分微弱 ， 因此一般在其测量电路前需要接人 １ 个高输入 阻抗 的前置放大器 。 加速度计使 用的上 限频率 取决于幅频 曲线 中的共振 频率。压电加速度传感器的＿ ３ ｄ Ｂ高频截止频率大概在 ４ － ５ ｋ Ｈ ｚ 之间， 可 以把压电加速度传感器看作—个特殊的低通滤波器。 同时由于压电传感 器本 身的内阻抗很 高 ， 因此模 拟 的压 电传感器 的输入 阻抗 要很大 。由此 设计 了如 图 ２ 所示 的模拟 压 电加 速度传感 器特 陛的 电路模块 中的运放 电路 ， 具 体 电路 图如下 所示 ： 本 系统设 计选用 Ｔ Ｉ 的Ｏ Ｐ Ａ ２ １ ３ ４ Ｐ Ａ芯片作 为模拟 电路 的运放芯片 。 ２ ． ２补偿模 块设计
运放电路的补偿
运放电路的补偿
运放电路的补偿是指在设计和调试过程中，为了使运放电路的性能更加稳定和可靠，对电路进行一系列的优化和调整。
一般来说，运放电路需要进行两种类型的补偿：频率补偿和稳定性补偿。
频率补偿是指通过对电路的电容、电阻等元件进行调整，使得运放电路在不同频率下的增益、相位等性能指标可以保持稳定。
这种补偿方法主要应用于高频运放电路中，如功率放大器、滤波器等。
稳定性补偿是指通过对运放电路的反馈回路进行调整，使得电路的输出稳定性更高、抗干扰能力更强。
在运放电路中，反馈回路的设计和调整非常重要，因为反馈回路的稳定性直接影响整个电路的性能和可靠性。
总之，对于运放电路的补偿，设计师需要深入了解电路的工作原理和性能特点，结合实际应用需求，通过合理的元件选型、电路布局和参数调整等手段，使得电路在不同工作条件下能够保持稳定、可靠的性能表现。
- 1 -。
放大电路频率补偿的目的和方法
放大电路频率补偿的目的和方法咱今天就来讲讲放大电路频率补偿这档子事儿。
你说这放大电路啊，就像咱人跑步一样，要是没调整好节奏，那可就容易跑偏啦！频率补偿呢，就是给它找个合适的“节奏大师”。
为啥要进行频率补偿呢？你想想看，放大电路要是在不同频率下表现得乱七八糟的，一会儿声音大一会儿声音小，那多闹心呀！这就好比唱歌，一会儿高音上不去，一会儿低音下不来，那还能听吗？所以啊，频率补偿就是要让放大电路稳稳当当的，在各种频率下都能好好工作。
那怎么进行频率补偿呢？这方法可多了去了。
就好像给汽车改装一样，有各种各样的零件可以选。
比如说，可以增加一些电容啊、电阻啊之类的元件，就像给电路穿上了合适的“鞋子”，让它能走得更稳。
或者调整电路的结构，这就像给房子重新装修布局，让它更舒服更实用。
你说这电容就像是个小水库，能储存电能，在需要的时候释放出来，调节频率响应呢！电阻呢，就像是个小关卡，控制着电流的大小，也能对频率产生影响。
通过巧妙地搭配这些元件，就能让放大电路变得乖乖的啦。
还有啊，不同的放大电路就像不同性格的人，有的脾气火爆，有的性格温和。
那针对它们的频率补偿方法也得不一样。
这就好比给不同的人搭配衣服，得根据他们的特点和喜好来嘛。
要是方法不对，那可就适得其反啦，放大电路可能就更不听话了。
你再想想，要是没有频率补偿，那些音响设备、通信系统啥的，能有那么好的效果吗？那肯定不行啊！所以说，频率补偿可太重要啦，就像给机器注入了灵魂一样。
总之呢，放大电路频率补偿可不是个小事儿，得认真对待。
咱得像个细心的医生一样，给放大电路好好诊断诊断，开出合适的“药方”。
只有这样，才能让它发挥出最佳的性能，给我们带来更好的体验呀！这可不是开玩笑的，你说是不是？所以啊，大家可得重视起来，好好研究研究这个神奇的频率补偿技术哟！。
频率补偿电路
频率补偿电路
频率补偿电路是一种用于补偿信号传输中频率响应不均匀
性的电路。
在许多应用中，信号的频率响应可能会受到传
输路径、电子设备和电缆等因素的影响，导致信号的频率
特性发生变化。
频率补偿电路常用于音频系统、通信系统
和图像处理系统等领域。
频率补偿电路的工作原理是根据信号在不同频率下的衰减
或增强程度，调整信号的频率响应曲线，使信号在整个频
率范围内保持均匀的增益。
一个常见的频率补偿电路是计
算机显示器的伽马校正电路，用于调整显示器的亮度曲线，以获得更准确的图像显示。
频率补偿电路通常使用电容、电感、运算放大器、滤波器
和可变增益放大器等元件来实现。
根据需要，可以设计不
同类型的频率补偿电路，如低通滤波器、高通滤波器、陷
波滤波器和带通滤波器等。
总之，频率补偿电路是一种用于修正信号传输中频率响应
不均匀性的电路，常用于音频、通信和图像处理等系统中。
它可以提高信号的质量和准确性，使得信号在不同的频率下具有均匀的增益特性。
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频率补偿电路（B题）
摘要：本系统以TI高性能音频运算放大器OPA2134为核心，组成多级模拟信号运算电路，对已知模拟模块的高频特性做补偿。
模拟模块的信号输出分为两路处理，一路经过高通滤波器，补偿原电路的高频特性。
另一路经过一个一阶RC低通网路，用来获取原通带特性。
然后将低通信号衰减，最后将两路信号做加法线性放大、低通滤波，完成对高频特性的补偿。
整个系统采用了高性能运算放大器，系统噪声小，运算电路稳定，失调电压小，波形失真小，较好的完成了设计要求。
关键词：频率补偿，OPA2134，模拟信号运算电路，高性能运算放大器
目录
一、系统方案设计与论证 (1)
1.1频率补偿电路 (1)
1.2总体方案描述 (1)
二、理论分析与计算 (2)
2.1“模拟模块”电路分析 (2)
2.2频率补偿电路 (2)
2.2.1 高通滤波器 (2)
2.2.2 低通滤波器 (3)
2.2.3 衰减电路、加法电路、比例放大电路、低通滤波器 (3)
三、各部分电路设计 (4)
3.1高通滤波 (4)
3.2低通滤波与衰减电路 (4)
3.3加法电路与比例放大电路 (4)
3.4100K H Z低通滤波电路 (5)
四、系统软件设计 (5)
五、测试方案与测试结果 (6)
5.1测试仪器 (6)
5.2“模拟模块”电路测试 (6)
5.3频率补偿测试 (6)
5.4输出噪声电压测量 (7)
六、参考文献 (7)
一、系统方案设计与论证
1.1 频率补偿电路
方案一：使用VCA810组成AGC(自动增益控制)电路自动稳定输出峰值，使频率补偿模块在一个较宽的频带内输出峰值稳定，然后经过低通滤波器调整通频带宽度。
达到补偿高频特性的目的，此种方案补偿相对简单，频率补偿电路输出增益波动较小，但是AGC输入电压范围较小，随输入信号变化时需要动态切换衰减网络，电路复杂，实测低频段容易失真，故不采用。
方案二：使用FIR数字滤波器，由已知电路特性可推得其传递函数，然后计算数字滤波器传递函数，使用FPGA或是DSP做数字滤波，实现高频补偿，此方法实现复杂，程序的复杂度较高，鉴于时间有限和调试的难度，所以不采用。
方案三：使用模拟运算电路和模拟滤波电路对“模拟模块”输出信号进行分段处理，先补偿高频段，然后叠加上低频段，实现设计要求，此方案电路模块较多，但都是线性电路，波形失真小，低频特性好，单元电路简单，故选此方案。
1.2 总体方案描述
系统框图如图1所示，由四部分组成：“模拟模块”电路，频率补偿模块，单片机测频模块，电源模块。
输入信号先经过“模拟模块”电路，模拟出传感器特性，然后送给频率补偿模块，频率补偿模块分为两路，一路经过高通，得到一个带通特性，另一路先经过低通滤波器再经过衰减器，使输出信号和高通输出信号匹配，然后将两路信号相加，两路频率特性相互补偿，通频带得到拓宽，然后将信号放大，最后经过100kHz的低通滤波器，限制输出的频带宽度。
单片机实时显示测试频率。
图1 系统框图
二、理论分析与计算
2.1“模拟模块”电路分析
题目使用“模拟模块”电路实现对传感器的特性的模拟，要求对该模块的高频特性做补偿，根据题目要求我们可以知道，该电路-3dB 截止频率为4.5kHz ±0.5kHz,带内增益0dB ，由电路形式及参数得到其传递函数为：
222
2
2()2f f s f s f s
R R sC A s R R sC R R s C R +=-
++
带入参数：s R =10M Ω，f R =5.1M Ω，C=4.7p 使用MATLAB 计算易得该电路两极点重合为：-4.1719E4 一个零点为：-8.3438E4 通过TINA 仿真频率特性，可知低通的过渡带衰减率约为-21dB/十倍频，仿真频率特性如下图所示：
图2 “模拟模块”电路频率特性
2.2 频率补偿电路
2.2.1 高通滤波器
高通滤波器完成对4.5kHz~100kHz 的频率补偿，我们将高通的截止频率设置
为100kHz ，为了得到通带内最大平坦，所以高通电路的形式要与“模拟模块”电路对称，这样在交叉的频带内可获得最大的平坦，就可以实现0~70kHz 通带内的增益波动≦10%。
获得高通传递函数：
22
112221122()21
R sC R R s C A s R sC R R s C +=-
++ 将电路中的电容全取4.7p ，把截止频率设为100kHz,可计算出结果：1R =150k ，
2R =75k.使用TINA 对高通幅频特性仿真如图3：
图3 高通频率特性
2.2.2 低通滤波器
低通滤波器用来补偿低频特性，如图4所示，当信号经过高通滤波器之后频
率特性在0~4kHz 存在衰减，而此衰减率约为-20dB/十倍频。
为了得到最大的带内平坦度，低通滤波器应使用1阶RC 低通（衰减率为-20dB/十倍频），而由图4可知通带最小衰减在-30dB 左右，所以信号通过低通滤波器之后要适当的衰减。
然后和高通滤波器输出相加，获得完整的频带特性。
图4 经过高通后频率特性
2.2.3 衰减电路、加法电路、比例放大电路、低通滤波器
衰减电路：即反向比例衰减，衰减倍率可调节。
衰减可调范围至少在100倍，因为高通输出信号具有固定衰减，所以此处的衰减需要调节。
加法电路：使用1：1反向加法电路，将高通信号和低通衰减之后的信号相加。
比例放大电路：使用反向比例放大，放大倍率可调，放大倍率应在100倍以上，使用两级放大，第一级使用固定放大，第二级增益可调。
低通滤波器：使用两级2阶巴特沃斯滤波器级联，2阶巴特沃斯低通滤波器传递
函数为：1221
21121221221
1()1111[(1)]v
v A R R C C A s s A s R C R C R C R R C C =
+++-+
带内增益v A =1，截止频
率为100kHz ，根据传递函数可得：1C =200p ，2C =68p ，1R =7.1K Ω，2R =27K Ω
三、各部分电路设计
3.1 高通滤波
高通滤波电路，电路形式与“模拟模块”电路形式相同，只是将电阻和电容位置交换，但是输入电容并不是按原来的比例取得，R1=150K，R2=75K，C=4.7p。
图5 高通滤波器电路
3.2 低通滤波与衰减电路
低通滤波使用的1阶RC滤波，可以得到过渡带-20dB/十倍频的衰减率，配合高通滤波器之后的输出特性，可以补偿低频响应，实现宽范围的频率响应特性。
因为高通滤波器输出具有固定衰减，所以低通滤波器也需要做一定量的衰减，调试时使用可变电阻调节，同时低通滤波器截止频率直接影响带内波动，所以此处也使用可变电阻微调，使其在通带内获得最佳平坦度。
图6 低通滤波与衰减电路
3.3加法电路与比例放大电路
加法电路将通过高通后的信号与通过低通后的信号叠加，实现高频增强，然后经过两级放大，将信号放大到10V。
图7 加法电路与比例放大电路
3.4 100kHz 低通滤波电路
100kHz 低通滤波器，用于滤除高频噪声，并实现发挥部分-3dB 高频截止频
率在100kH z ±5kHz 的要求。
图8 100kHz 低通滤波器
四、系统软件设计
系统的软件功能实现了频率测试与实时显示，主控制器为TI 推出的超低功
耗单片机MSP430G2553.通过TA0与TA1配合实现硬件测频，TA1产生半秒门宽，激发TA0的捕获模块捕获外部时钟的上升沿个数实现测频。
软件流程如图9：
图9 程序流程图
五、测试方案与测试结果
5.1测试仪器
5.2“模拟模块”电路测试
测试方案：函数发生器输出稳定的10V信号给“模拟模块”电路。
改变函数发生器的输出频率，测量“模拟模块”电路输出信号的峰峰值。
符合基本要求中-3dB截止频率为4.5kH z±0.5kHz的要求。
5.3频率补偿测试
测试方案：函数发生器输出稳定的10V信号给“模拟模块”电路。
改变函数发生器的频率，测量频率补偿电路输出信号的峰峰值。
结果分析：由测试结果可知，在200Hz时输出峰峰值为10.2V，在0~70kHz 范围内，峰值波动为0.84V，增益波动为8%，达到发挥部分的±10%的要求。
-3dB 截止频率为103kHz，达到了发挥部分100kHz±5kHz要求。
5.4 输出噪声电压测量
测试方案：将输入端与地短接，使用交流耦合测补偿电路输出信号均方根值。
测试结果：输出端噪声均方根最大8.2mV，满足发挥部分≦10mV要求。
六、参考文献
【1】谢自美.电子线路设计.实验.测试.武汉：华中科技大学出版社，2006 【2】康华光.电子技术基础（模拟部分）.北京：高等教育出版社，2006
【3】黄根春等.电子设计教程.北京：电子工业出版社，2007
【4】张玉清等.信号与系统分析.北京：机械工业出版社，2005
【5】杨素行.模拟电子基础简明教程.北京：高等教育出版社，2006
【6】黄根春.全国大学生电子设计竞赛教程——基于TI器件设计方法，2011。