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基于DSP和USB的三維感應測井數據采集系統(tǒng)

作者: 時間:2009-07-09 來源:網絡 收藏

用MAX267 設計帶通濾波器

在三維感應中所設定的有用信號的帶寬為20kHz到250kHz,因此選用MAX267設計一種帶通增益放大器。MAX267內部含有2個獨立的二階開關電容帶通濾波器,它有12個可編程輸入端,其中F0~F4為濾波器中心頻率設置輸入端,分別接低電平或高電平,可以將中心頻率設置為時鐘頻率的1/10,另外Q0~Q6為品質因數設置輸入端,分別接低電平或高電平,可以在0.5~64 之間設置濾波器的品質因數。因此,不需要外加任何元件,而僅需外部時鐘就可以實現帶通濾波功能,使用極為方便。帶通特性曲線如圖2所示。


圖2 帶通特性曲線

其傳遞函數 G(S)為:

在上式中,HOPB是ω=ω0時的輸出帶寬值,且ω0 =2πf。

fL和fH分別為:

其中

程控增益放大器設計

程控放大器是在的控制下,將初級放大的信號放大到ADC的轉化區(qū)間內,以提高儀器的動態(tài)范圍和靈敏度??紤]到器件的低頻噪聲特性和提高共模抑制比等因素,選擇了PGA204、PGA205組合,其共模抑制最高可達120dB。本設計采用了兩級程控反向差分的方法,并且兩級程控放大采用直接耦合差動連接的方式。原理如圖3示。


圖3 兩級程控放大級聯(lián)原理圖

其中兩個級聯(lián)的第一級程控差分放大器由兩片PGA205實現,兩片PGA205的輸出分別作為PGA204的正負輸入端,于是就構成了第二級程控差分放大器。PGA204的可控放大倍數為1,10,100,1000;PGA205的可控放大倍數為1,2,4,8。所以,級聯(lián)后程控放大部分的可控放大倍數可有16種組合方式。

陷波器設計

50Hz的工頻干擾是中不可避免的,它會嚴重影響到前方和主放的穩(wěn)定性。所以此處利用高性能器件MC33171構成50Hz陷波器,MC33171具有寬頻帶和較高的轉換速率。圖4為基于MC33171的50Hz陷波器電路,在圖示的元件數值下,通過改變兩個電阻R的值和一個電容C的值,可獲得陷波頻率,其數值為:f=1/4πRC。取R=16K,C=0.1μF可得陷波頻率為50Hz。


圖4 陷波器電路

A/D采樣設計

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