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申请/专利权人：浙江水利水电学院

摘要：本发明涉及一种窄脉冲弱电压信号调理电路。本发明主要包括接口单元、可调电阻阵列单元、前级放大器单元、一级自相关检测电路单元、压控增益放大器单元、二级自相关检测电路单元。原始窄脉冲弱电压信号输入到前级放大器单元后输出，进而输入给一级自相关检测电路单元后输出，进而输入给压控增益放大器单元后输出，进而输入给二级自相关检测电路单元，最后得到调理后的信号。本发明能够实现弱小电压信号的抗噪声放大，尤其适合于频率较高的窄脉冲弱信号。本发明前级放大器单元和压控增益放大器单元的增益可由处理器程序控制，使动态范围较大信号的输出能稳定在一定幅值，从而提高信号的完整性。

主权项：1.一种窄脉冲弱信号调理电路，包括接口单元、可调电阻阵列单元、前级放大器单元、一级自相关检测电路单元、压控增益放大器单元和二级自相关检测电路单元，其特征在于：窄脉冲弱信号通过前级放大器单元实现前级放大，前级放大器的增益由单片机MCU控制的可调电阻阵列单元设置，前级放大器单元输出的信号经过一级自相关检测电路单元进行自相关滤波，抑制背景噪声；一级自相关检测电路单元输出的信号输入至压控增益放大器单元，压控增益放大器的增益由单片机MCU控制的数模转换器DAC设置；压控增益放大器单元输出的信号输入至二级自相关检测电路单元进行二次自相关滤波，再次抑制电路自身引起的背景噪声，最终得到调理后的窄脉冲信号；所述的前级放大器单元采用型号为OPA842的运算放大器，包括电阻R1、电阻R3、电阻R11，滤波电容C1、滤波电容E1、滤波电容C5、滤波电容E4、滤波电容C3；运算放大器U1A的正向供电端接电源接口的5V供电引脚，反向供电端接电源接口的-5V供电引脚，反相输入端连接可调电阻阵列的输出端和电阻R1的第2引脚，正相输入端连接信号的输入端和电阻R11的第2引脚，输出端与电阻R1、电阻R3的第1引脚相连；电阻R11的第1引脚连接至地线；滤波电容C3的第1引脚连接至电阻R3的第2引脚作为前级放大器单元的输出信号SIGNAL_V1，第2引脚连接至一级自相关检测电路单元的信号输入端；滤波电容C1与滤波电容E1分别接在运算放大器正向供电端与地线之间，滤波电容C5与滤波电容E4分别接在运算放大器反向供电端与地线之间；所述的一级自相关检测电路单元包括延迟线芯片和模拟乘法器芯片；延迟线芯片K1的电压参考端与地线相连，输入端与前级放大器单元的信号输出端SIGNAL_V1和电阻R4的第1引脚相连，输出端与电阻R8的第1引脚相连；模拟乘法器芯片U2的正向供电端接电源接口的VCC5V供电引脚，反向供电端接电源接口的VCC-5V供电引脚，通道1正相输入端与电阻R4、电阻R5的第2引脚相连，通道1的反相输入端与电阻R5的第1引脚和地线相连；通道2正相输入端与电阻R8、电阻R12的第2引脚相连，通道2的反相输入端与电阻R12的第1引脚和地线相连，调节端与电阻R14的第1引脚和电阻R20的第2引脚相连，输出端与电阻R14和电阻R7的第2引脚相连；电阻R7的第1引脚连接至电容C6的第2引脚，也是一级自相关检测电路单元的信号输出端SIGNAL_V2，与压控增益放大器单元的信号输入端相连接；电阻R20的第1引脚和电容C6的第1引脚与地线相连；滤波电容C2与滤波电容E2分别接在模拟乘法器U2正向供电端与地线之间，滤波电容C8与滤波电容E5分别接在模拟乘法器U2反向供电端与地线之间；所述的压控增益放大器单元包括压控增益放大器和数模转换器；压控增益放大器U4A的反相输入端与一级自相关检测电路单元的信号输出端和电阻R16的第1引脚相连，正相输入端与电阻R17的第1引脚相连，电压输入端连接至数模转换器U5的第7引脚电压输出端，增益电阻设置正向端、反向端与电阻R2的两端分别连接，反馈电阻输入端与电阻R6的第1引脚相连，输出端与电阻R6的第2引脚和电阻R9的第1引脚相连；电阻R9的第2引脚为压控增益放大器单元的信号输出端SIGNAL_V3，也是二级自相关检测电路单元的信号输入端；所述的二级自相关检测电路单元包括延迟线芯片和模拟乘法器芯片；延迟线芯片P2的电压参考端与地线相连，输入端与压控增益放大器单元的信号输出端SIGNAL_V3和电阻R10的第1引脚相连，输出端与电阻R18的第1引脚相连；模拟乘法器芯片U3的正向供电端接电源接口的VCC5V供电引脚，反向供电端接电源接口的VCC-5V供电引脚，通道1正相输入端与电阻R10、电阻R13的第2引脚相连，通道1的反相输入端与电阻R13的第1引脚和地线相连；通道2正相输入端与电阻R18、电阻R19的第2引脚相连，通道2的反相输入端与电阻R19的第1引脚和地线相连，调节端与电阻R21的第1引脚和电阻R22的第2引脚相连，输出端与电阻R21、电阻R15的第2引脚相连；电阻R15的第1引脚连接至电容C7的第2引脚，也是调理信号输出端SIGNAL_OUT连接至信号接口的第3引脚；电阻R22的第1引脚和电容C7的第1引脚与地线相连；滤波电容C4与滤波电容E3分别接在模拟乘法器芯片U3正向供电端与地线之间，滤波电容C9与滤波电容E6分别接在模拟乘法器U3反向供电端与地线之间；所述的可调电阻阵列单元包括4个MOSFET开关和电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R30、电阻R31、电阻R32；电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27的第1引脚作为可调电阻阵列的输出端RES_IN，第2引脚分别连接至电阻R30的第2引脚、MOS开关Q1的第1引脚、MOS开关Q2的第1引脚、MOS开关Q3的第1引脚，MOS开关Q4的第1引脚；MOS开关Q1、MOS开关Q2、MOS开关Q3、MOS开关Q4的第2引脚分别连接至单片机MCU控制的MOS开关接口，第3引脚分别连接至电阻R30的第2引脚、电阻R31的第2引脚、电阻R32的第2引脚和地线GND；电阻R30的第1引脚连接至电阻R31的第2引脚，电阻R31的第1引脚连接至电阻R32的第2引脚，电阻R32的第1引脚连接至地线。

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