基于容抗法的瞬時液膜厚度測量系統(tǒng)設(shè)計
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2．2．2 有源全波整流電路
整流元件用的是二極管，而二極管是一個非線性元件，特別是在小信號的情況下，這種非線性尤其嚴重。從理論上分析，二極管在放大器的反饋支路上，小信號先被運算放大器放大了近A0倍(開環(huán)增益)，然后再送給二極管，這使二極管導(dǎo)通時的開啟電壓相對應(yīng)地減少了A0倍，這樣就可明顯擴大線性范圍，其非線性可得到一定的克服。所以設(shè)計中，采用有源整流方案，整流電路如圖5所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/193671.htm
整流過程：由于A2接成電壓跟隨器的形式，所以它的輸出波形是正弦波形，該輸出波形再通過二極管VD7之后只剩正半波，A1、VD5、VD6、R5、R6、R7組成負半波整流的電路形式，兩者的輸出信號相位相差正好是180°，則兩者的迭加波形輸出正好就是全波了。
為了得到對稱的整流輸出波形，需要R5=R6匹配，而R8=R9是為了減小放大器偏置電流的影響，它們的失配僅影響電路的平衡。在整流二極管的選擇上，由于硅管的正向電阻大，所產(chǎn)生的正向壓降大，使之在小信號的情況下，有一定的補償，而且硅管的溫度穩(wěn)定性比較好。為此我們選用的是快速整流二極管1N4148。
2．2．3 二階低通有源濾波電路
本系統(tǒng)測量的分層流和環(huán)狀流界面波信號頻率一般小于25Hz，而干擾的噪聲頻譜則分布在比較高的頻段，故采用低頻增益為1的二階低通有源濾波器。原理圖如圖6所示。
濾波器的截止頻率不宜選擇太高，因截止頻率愈低，愈能有效地抑制噪聲干擾。KangKim(1992)研究認為：對于100kHz的信號，5kHz的截止頻率不會對頻率小于1kHz的任何信號引入明顯的變形和扭曲。而分層流和環(huán)狀流界面波信號頻率一般小于25Hz，所以5kHz的截止頻率對界面波沒有影響。故本低通濾波器的截止頻率選為5kHz，若取R10=R11=R，C1=2C2=2C，則可以求得截止頻率：
根據(jù)式(5)即可確定濾波元件R和C的參數(shù)值。
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