高通滤波器相应参数计算如下:
取C1=10μF,利用等式求得后级电阻R2=100Ω,前级电阻取R1=100 kΩ,以便得到较高的输入阻抗。
二阶巴特沃斯有源滤波电路的相应参数计算如下:
(1)选择电容C2的容量,计算电阻R3,R4的阻值通常电容C2,C3宜在微法数量级以下,电阻R3,R4的值一般约在几百千欧以内。
设定C2=C3=C=1 000 pF,故有:
考虑到-3dB的截止角频率ωH=ωn,则:
令:S=s/ωH,依据巴特沃斯多项式中n=2的情况
考虑到则得到:
(2)求R5,R6的阻值
考虑到运放两输入端的外接电阻必须满足平衡条件,即R5||R5=R3+R4=16kΩ,故求出R5=25kΩ,R6=43kΩ。
由于滤波器性能对元件的误差比较灵敏,在电路中应选用稳定而精密的电阻器和电容器。
1.3 有效值及对数电路方案实现
有效值电路采用真有效值/直流转换器AD536A。AD536A的性能与混合或模数器件相当,甚至更优,但其价格却低得多,而且它的连接非常简单。只需一个外接电容来设置平均时间常数即可,在这里取输入时间为O.25s,当CAV与信号的输入电阻形成的低通滤波器时问常数大于信号的周期时,就能很好地求出有效值和对数值。
对数输出由5端引出,该点的电压与一logVin成正比。可用射极跟随器缓冲并可以用外部调整电路平移该电压,电压调整电路由稳压芯片AA580构成。缓冲器的输出端级联一个放大倍数可调的放大器,用以改变步长。
1.4 调整及显示电路方案实现
1.4.1 调整电路
有效值及对数电路的输出电压与-log Vin成正比,通过缓冲器的步长调整,可以得到等式Lp=20lg(P/P0)=201g P-20lg P0右边的第一项,在设计中要设定参考电压,即0分贝值,只需改变等式右边的第二项,所以在对数电路后加入了一级基于减法电路的补偿电路,可以用来调零。同时,还可以通过调整补偿电压,设立相对参考零点,用来测量分贝变化的相对值,通过改变基准电压的大小,从而实现了输入显示电路的表示分贝值的电压信号的调节。
具体推导公式如下:
故解得,Vout=Vin-Va,而Vin是表示分贝值的电压信号,通过改变电位器RX的大小来调节基准电压Va的大小,从而实现了输入显示电路的表示分贝值的电压信号Vout的调节。其中Va为R3的输入电压,Vb为运放的反向输入电压,Vout为运放的同向输入电压,Vin为输入电压,Vout为输出电压。