水份仪类别
技术资料
4检测系统设计
微波检测系统的检波输出为幅值l吡100mv的lkHz方波信号，水分检测系统的作用是对该方波信号进行信号处理，使其转变成与输入幅值成比例的肛5V的直流电平信号，该部分包括选频放大、整流滤波电路；直流电平信号经刖D转换后，送入单片机，由其控制进行数据采集、数据处理和驱动显示，由此实现智能水分仪的设计。
4．1信号处理系统
信号处理系统的框图如图4．1所示。
检波器输出—i面面■J赢磊卟加 检波器输出—'l选频放火电路L—一整流滤波电路卜—◆A仍
Fig．4．1 Si粤lalprocessh唱syst咖
选频放大器实质上为滤波放大电路。由于微波信号源经lkH生的方波调制后， 从微波检波器输出的是经过调制的方波信号，所以要选择中心频率为lkHz的带通滤波器，对检波器输出的信号进行滤波，并进行适当倍数的放大，以检出有效信号提高测量精度。
整流电路是将选频放大器输出的1kHz交流正弦信号整流为标准直流电压并使之与A仍转换器的输入范围相适应，以提高转换精度。
4．1．1选频放大电路
本文设计的选频放大器的特点是中心频率五，放大倍数K，品质因数Q值单可调，互不影响，这一要求一般的普通带通滤波器则不易实现。电路如图4。2所示，令飓幽，cl；C25co'蜀。飓嘲o'劬尸瓦l_根据运算放大器的性能，可求得0UTl。
要改变中心频率矗，只需改变岛或Co，
Rs就可以改变中心频率；要改变放大倍数K．使R7=冠…并保持同步变化即可。由此可见，
K，Q值单可调，互不影响。当C0不变时，只改变硒即同步地改变风，
只要改变电阻胄8即可；要改变Q值，只要
该选频放大器可实现中心频率五，放大倍数在选择元器件时，集成运算放大器的选择是很重要的。本设计检波器输出方波信号的
幅值较小，10mV～lOOmv左右，要求放大器有较高的精度，较小的输入电压漂移。经过比较，选择TL084运算放大器，它是常用的单片四运放，具有很高的输入阻抗，适合用作中心频率厶，放大倍数K，Q值单可调的选频放大器。在Protel仿真中，可验证该电路
矗，K，Q值的立性，且可以看出它的精度较高，远good于LM324，可与0P07相当。图4．3为按图4．2所标元件值所做的该选频放大器的电压幅频特性图，输入交流信号幅值为lv，可知中心频率．厶=1Ⅺ{z，放大倍数^，-10，表明参数设计合理。
2精密整流电路
如何处理选频放大器输出的交流正弦信号，整流电路的精度起着至关重要的作用。二管具有单向导电性，它是很常用的整流元件，但二管的非线性将产生相当大的误差，由二管构成的整流电路精度较低。为了提，采用运算放大器来组成整流电路，
微波检测系统的检波输出为幅值l吡100mv的lkHz方波信号，水分检测系统的作用是对该方波信号进行信号处理，使其转变成与输入幅值成比例的肛5V的直流电平信号，该部分包括选频放大、整流滤波电路；直流电平信号经刖D转换后，送入单片机，由其控制进行数据采集、数据处理和驱动显示，由此实现智能水分仪的设计。
4．1信号处理系统
信号处理系统的框图如图4．1所示。
检波器输出—i面面■J赢磊卟加 检波器输出—'l选频放火电路L—一整流滤波电路卜—◆A仍
Fig．4．1 Si粤lalprocessh唱syst咖
选频放大器实质上为滤波放大电路。由于微波信号源经lkH生的方波调制后， 从微波检波器输出的是经过调制的方波信号，所以要选择中心频率为lkHz的带通滤波器，对检波器输出的信号进行滤波，并进行适当倍数的放大，以检出有效信号提高测量精度。
整流电路是将选频放大器输出的1kHz交流正弦信号整流为标准直流电压并使之与A仍转换器的输入范围相适应，以提高转换精度。
4．1．1选频放大电路
本文设计的选频放大器的特点是中心频率五，放大倍数K，品质因数Q值单可调，互不影响，这一要求一般的普通带通滤波器则不易实现。电路如图4。2所示，令飓幽，cl；C25co'蜀。飓嘲o'劬尸瓦l_根据运算放大器的性能，可求得0UTl。
要改变中心频率矗，只需改变岛或Co，
Rs就可以改变中心频率；要改变放大倍数K．使R7=冠…并保持同步变化即可。由此可见，
K，Q值单可调，互不影响。当C0不变时，只改变硒即同步地改变风，
只要改变电阻胄8即可；要改变Q值，只要
该选频放大器可实现中心频率五，放大倍数在选择元器件时，集成运算放大器的选择是很重要的。本设计检波器输出方波信号的
幅值较小，10mV～lOOmv左右，要求放大器有较高的精度，较小的输入电压漂移。经过比较，选择TL084运算放大器，它是常用的单片四运放，具有很高的输入阻抗，适合用作中心频率厶，放大倍数K，Q值单可调的选频放大器。在Protel仿真中，可验证该电路
矗，K，Q值的立性，且可以看出它的精度较高，远good于LM324，可与0P07相当。图4．3为按图4．2所标元件值所做的该选频放大器的电压幅频特性图，输入交流信号幅值为lv，可知中心频率．厶=1Ⅺ{z，放大倍数^，-10，表明参数设计合理。
2精密整流电路
如何处理选频放大器输出的交流正弦信号，整流电路的精度起着至关重要的作用。二管具有单向导电性，它是很常用的整流元件，但二管的非线性将产生相当大的误差，由二管构成的整流电路精度较低。为了提，采用运算放大器来组成整流电路，