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运用半导体激光器进行监听以及音源定位的研究潘丽娜;庄紫云;王戈;张学典【摘要】With the development of laser technology, laser can be applied to various fields. With the aim of studying laser application in monitoring, a set of audio monitoring and positioning system was designed and produced using photoelectric detection principle. The system will be placed in outdoor about 10 meters far away from the goal, two parallel lasers will be lased to the window. And the reflection of the light spot will be detected by system composed of two sensors. As the spread of indoor sound meets glass, the glass will cause tiny mechanical vibration, making the light spot in the silicon photocell occur tiny displacement. Through the acquisition of the photocurrent signal change, the indoor sound signal content will be reduced to the monitor. The result of the experiment was satisfactory.%随着激光技术的不断发展,激光被应用于各个领域.针对激光在监听方面的应用,提出用光电检测原理设计并制作了一套音频监听及定位系统.将系统放置于室外距离目标10 m处,发射两束平行的激光到窗户的玻璃上并通过由两个传感器组成的接收系统来接收反射的光斑.由于室内传播的声波遇到玻璃并使其产生微小机械振动,故导致进入硅光电池的光斑发生微小位移.通过采集变化的光电流信号,还原室内声音信号内容,达到监听、定位、记录的效果.在理论分析的基础上,通过实验达到了验证效果,并以提高监听质量为目的进行方法探索,得到较好的结果.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2013(035)001【总页数】7页(P37-43)【关键词】激光;语音监听;硅光电池【作者】潘丽娜;庄紫云;王戈;张学典【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TN249引言窃听技术由于其重要的应用意义，一直没有停止过发展。
关于AD620一些常见问题关于AD620一些常见问题1.大家都知道，放大器的输出电压范围取决于其供电电压.但是，在AD620的使用过程中，更值得注意的是它的放大倍数的线性度受电源电压制约这一点。
+5v 和-5V供电时，线性度只在-3.6V~+3.6V间。
提高供电电压，可以扩宽线性区。
2.共模输入对输出为负这一区域的放大倍数线性度有较大影响。
当共模输入为负的1v左右时，在+5v和-5v供电之下，负向输出的线性度只能达到-2.4v左右。
这一点要特别注意。
一般在使用AD620时都忽略共模问题，一味使用提高电源的方法来改善线性度是不行的。
3.AD620得5脚的作用只能上拉/下拉输出电压。
5脚作为参考端，一般情况下接地。
当需要运用5脚拉高或降低输出时，可以接某一参考电压。
但在这种情况下，要注意放大倍数的线性区不会因为5脚的改变来变化。
例如+5V和-5V供电，5脚接地时，输出超过3.6V都为非线性段；当5脚接+1V时，不要认为此时输出超过+4.6V（+3.6V+1V）才线性，这是同样是超过3.6V都为非线性段。
还有一点提醒大家，市面上十几块钱的AD620都是次品，最好用好的AD620，不然。
问：我最近想用Ad620作一个可调节增益的放大电路，后面接16位的ADC，所以对放大电路的精度要求挺高。
使用模拟开关调节增益电阻达到增益倍数的改变。
问题是：Ad620的输入不为差分信号。
我测量的信号输入为单端信号，我将IN+接“单端信号的信号端”，IN-接“传感器GND”，输出为单端电压信号，ref输出接地(和传感器GND连接)。
但是我不知道这样接是不是不好？可能共模误差大。
有没有更好的设计方案。
如何降低共模误差？输入就是两根线，一个是传感器信号线，另一根是传感器地线。
如果IN-接地，则IN-上的共模干扰信号会直接接到地上减弱，而IN+上的共模干扰信号依然存在，则AD620输出不能降低共模噪声。
可不可以将输入浮空，也就是将IN+接“单端信号的信号端”，IN-接“传感器GN D”，但是“传感器GND”和Ad620供电的地相互隔离，ref输出接电源地。
课程名称：高频电路原理实验名称：放大电路仿真实验一、实验目的：1.能对单调谐放大电路，双调谐放大电路的放大倍数，幅频特性和相频特性进行分析。
2.能对高频功率放大电路进行分析其参数。
3.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。
4.利用Multisim进行仿真使我们更加进一步的了解各个电路的特性。
二、实验内容：1.单调谐放大器电路的仿真及分析。
2.双调谐放大器电路的仿真及分析。
3.高频功率放大器电路的仿真及分析。
三、实验结果仿真结果以及说明：一：单调谐放大电路设置一个高频小信号单谐振放大电路1结果显示及分析显示结果分析通道A是输出的波形，幅值为1v*1.6=1.6v，通道B是输入波形，幅值为10mv*2=20mv。
由此可以得出电压放大的增益Au=1.6/0.02=80（2）波特图示仪上的显示幅频特性显示结果分析如下信号源的谐振频率为f=11.087MHz，放大的增益为Au=38.416dB，放大倍数折算后约为80倍。
相频特性显示结果分析如下谐振频率为f=10.763MHz，相位角为-137.387°二：双调谐放大器电路设置一个高频小信号双谐振放大电路示波器上的显示如下显示结果分析通道A是输出的波形，幅值为1v*2.2=2.2v，通道B是输入波形，幅值为100mv*2=200mv。
由此可以得出电压放大的增益Au=2.2/0.2=11波特图示仪上的显示幅频特性显示结果分析如下信号源的谐振频率为f=5.446MHz，放大的增益为Au=19.681dB，放大倍数折算后约为11倍。
结果分析如下信号源的谐振频率为f=11.26MHz，放大的增益为Au=22.866dB，放大倍数折算后约为11倍。
相频特性显示结果分析如下谐振频率为f=10.789MHz，相位角为-112.929°三：高频功率放大器电路设置一个高频高频功率放大器二．结果显示及分析示波器上的显示如下四、实验总结：过本次高频仿真实验课，我对高频小信号放大器的电路及其一些参数有了进一步了解。
作者：黃凱(2002-05-05)，推薦：徐業良(2002-05-25)。
AD620儀表放大器使用說明在㆒般訊號放大的應用㆗通常只要透過差動放大電路即可滿足需求，然而基本的差動放大電路精密度較差，且差動放大電路㆖變更放大增益時，必須調整兩個電阻，影響整個訊號放大精確度的變因就更加複雜。
儀表放大電路則無㆖述的缺點，本文將先簡介儀表放大電路，然後再說明AD620儀表放大IC 的使用方式及應用範例。
1. AD620儀表放大器簡介圖1儀表放大電路是由㆔個放大器所共同組成，其㆗的電阻R 與R x 需在放大器的電阻㊜用範圍內(1k W ~10k W)。
藉由固定的電阻R ，我們可以調整R x 來調整放大的增益值，其關係式如式(1)所示，唯須㊟意避免每個放大器的飽和現象（放大器最大輸出為其工作電壓±）。
Vdc )(21021V V R R V x -÷÷øöççèæ+= (1)圖1. 儀表放大電路示意圖㆒般而言，㆖述儀表放大器都㈲包裝好的成品可以買到，我們只需外接㆒電阻（即式(1)㆗之R x），依照其㈵㈲的關係式去調整㉃所需的放大倍率即可。
以㆘即介紹AD620儀表放大器的使用方法。
圖2所示為AD620儀表放大器的腳位圖。
其㆗1、8接腳要跨接㆒電阻來調整放大倍率（作用同式(1)㆗之R x），4、7接腳需提供正負相等的工作電壓，由2、3接腳輸入的放大的電壓即可從接腳6輸出放大後的電壓值。
接腳5則是參考基準，如果接㆞則接腳6的輸出即為與㆞之間的相對電壓。
AD620的放大增益關係式如式(2)、式R(3)所示，藉由此㆓式我們即可推算出各種增益所要使用的電阻值了。
G圖2. AD620腳位示意圖14.49+W =GR k G (2) 14.49-W =G k R G (3)AD620的基本㈵點為精確度高、使用簡易、低雜訊，應用㈩分廣泛，表1為AD620的規格㈵性總覽。
电磁超声换能器的前置放大电路设计作者：韩娜, 李松松, 李响来源：《现代电子技术》2011年第20期摘要：针对电磁超声换能器接收线圈接收到的信号通常十分微弱的特点，设计了分别应用NJM4580和AD620的微小信号放大电路，并通过美国国家仪器公司的Multisim 10软件中波特图仪和示波器对两前置放大电路进行虚拟仿真，并对仿真结果进行比较，验证了应用AD620的放大电路在微小信号放大上不仅电路构成简单，而且在放大性能上更加优于应用NJM4580运算放大器构成的差分级联放大电路。
关键词：前置放大器； NJM4580;AD620;Multisim 10中图分类号：TN919-34 文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)20-0156-03Design of Pre-amplification Circuit in Electromagnetic Ultrasonic TransducerHAN Na, LI Song-song, LI Xiang(Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)Abstract： Because the signal received by electromagnetic acoustic transducer (EMAT) is very weak, two weak signal amplifying circuits which respectively adopted NJM4580 and AD620 were designed. The virtual simulation for the two pre-amplification circuits were conducted by Bode plotter and oscilloscope in Multisim10produced by NI and the simulated results of the two circuits were compared. The results show that the circuit with AD620 is better than the one with NJM4580. The structure of the former one is more simple and the amplification capability is more superior.Keywords： pre-amplification circuit; NJM4580; AD620; Multisim 100 引言在无损检测中，EMAT因其独有的优点被广泛应用，但经EMAT接受线圈接受到的信号通常很微弱，信号幅值小，一般只有几十μV到几百μV，并且对周围环境噪声敏感度高 ,接收信号常被淹没在噪声中，辐射模式较宽 ,能量不集中［1-2］。
单片仪表放大器为了满足对更容易应用的仪表放大器的需求，ADI公司研发出单片IC仪表放大器。
这些IC包含对如前所述的三运放和双运放仪表放大器电路的改进，同时提供激光微调的电阻器和其它有益於单片IC的技术。
由於有源器件和无源器件现在都在同一颗管芯内，所以它们能够精密匹配——这保证了器件提供高CMR。
另外，这些器件在整个温度范围内保持匹配，从而保证了在宽温度范围内优良的性能。
IC技术（例如，激光晶圆微调）能够使单片集成电路调整到极高精度并且提供低成本、高量产。
单片仪表放大器的另一个优点是它们可以采用尺寸极小、成本极低的SOIC或MSOP封装，适合用於高量产。
表1提供一个ADI公司仪表放大器性能快速一览表。
图1. AD8221原理图一、采用仪表放大器还是差分放大器尽管仪表放大器和差分放大器有很多共性，但设计过程的第一步应当是选择使用何种类型的放大器。
差分放大器本质上是一个运放减法器，通常使用大阻值输入电阻器。
电阻器通过限制放大器的输入电流提供保护。
它们还将输入共模电压和差分电压减小到可被内部减法放大器处理的范围。
总之，差分放大器应当用於共模电压或瞬态电压可能会超过电源电压的应用中。
与差分放大器相比，仪表放大器通常是带有两个输入缓冲放大器的运放减法器。
当总输入共模电压加上输入差分电压（包括瞬态电压）小於电源电压时，应当使用仪表放大器。
在最高精度、最高信噪比（SNR）和最低输入偏置电流（IB）是至关重要的应用中，也需要使用仪表放大器。
二、单片仪表放大器内部描述1、高性能仪表放大器ADI公司於1971年推出了第一款高性能单片仪表放大器AD520，2003年推出AD8221。
这款仪表放大器采用超小型MSOP封装并且在高於其它同类仪表放大器的带宽内提供增加的CMR。
它还比工业标准AD620系列仪表放大器有很多关键的性能提高。
图2. AD8221的引脚排列AD8221是一种基於传统的三运放结构的单片仪表放大器（见图1）。
多级放大电路的设计与仿真分析一、实验目的通过对放大电路的设计与分析,加深对放大电路的了解,并能够更加熟练的使用MULTISIM仿真软件,以及加深对各种分析的了解及应用。
二、实验原理静态工作点分析由计算可知UcQ=7V。
UcEQ=7.7V。
T1管的集电极电位UcQ1=2.36V。
所以△Uo=0.64V。
电路的差模放大倍数为A=58.三、实验步骤1、差分放大电路入图所示,此电路为单端输入、双端输出电路,两个输入端中有一个接地,输入信号加在另一端与地之间。
因为此电路对于差模信号是通过发射机相连的方式将T1管的发射极电流传递到T2管的发射极的,故称此电路为射极耦合电路。
2、设计中电阻选用R1和R2为10千欧,R3和R4为1千欧,三极管选用实际三极管模型。
三极管型号为2N1711,放大倍数为462.242。
1、直流工作点分析11 -1.78333io2 -1.68679io1 -1.6867913 -939.65643m14 -939.65643m在进行直流工作点分析时,电路中的交流源将被至零,电容开路,电感短路。
然后得到输入输出等各点的电压工作电压Io1=io2=-1.67679。
2、交流分析由分析可知,直接耦合差分放大电路的频率响应类似于低通放大电路。
在频率较小时,晶体管的电容效应可以忽略不计。
放大器对差模信号有很好的放大作用。
而当频率增大时,晶体管的电容效应不可忽略,并其影响随着频率的增大而增大,导致放大倍数下降,相移不断增大3、瞬态分析对输出节点io1和io2进行瞬态分析,即是指观察该节点子啊整个显示周期中每一时刻的电压波形,图中显示双端输出波形完全重合,即无失真,输出正常。
4、傅立叶分析Fourier analysis for io2:DC component: -1.6855No. Harmonics: 9, THD: 0.464951 %, Gridsize: 256, Interpolation Degree: 1 Harmonic Frequency Magnitude Phase Norm. Mag Norm. Phase-------- --------- --------- ----- --------- -----------1 1000 0.309375 0.0113511 1 02 2000 0.00139769 -92.415 0.0045178 -92.4263 3000 0.000317991 -3.5899 0.00102785 -3.60134 4000 0.000113302 85.4244 0.000366227 85.41315 5000 3.75667e-005 174.441 0.000121428 174.436 6000 1.33889e-005 -96.43 4.32772e-005 -96.4427 7000 4.67737e-006 -7.1248 1.51188e-005 -7.13618 8000 1.73049e-006 81.976 5.59349e-006 81.96479 9000 5.16304e-007 174.868 1.66886e-006 174.856由此可知,在1KHZ电源作用下,该电路的失真很小,可以忽略5、噪声分析Noise Analysisinoise_total 535.06991nonoise_total_qq2_rc 0.00000onoise_total_qq2_rb 0.00000onoise_total_qq2_re 0.00000onoise_total_qq2_ic 0.00000onoise_total_qq2_ib 0.00000onoise_total_qq1_rc 0.00000onoise_total_qq1_rb 0.00000onoise_total_qq1_re 0.00000onoise_total_qq1_ic 0.00000onoise_total_qq1_ib 0.00000onoise_total_qq1_1overf0.00000onoise_total_rr5 16.31716nonoise_total_rr4 16.11037nonoise_total_rr3 16.11037nonoise_total_rr2 1.63091nonoise_total_rr1 1.63091nonoise_total 52.00490n噪声分析用于检测电子线路输出信号的噪声的噪声功率幅度,用于计算、分析电阻或晶体管的噪声对电路的影响。
功率放大电路交越失真仿真实验
时间5月7日
实验目的：
1)学会用仿真来分析电路，了解电路的工作原理及特性；
2)进一步学习功率放大电路以及在功率放大电路中如何消除
交越失真。
实验器材：
1)有Multisim仿真软件的计算机一台。
实验原理:
1)利用三极管对微弱的电信号的放大和控制作用；
2)利用二极管提供基极偏置，增大功放的V be，以消除输出功
放的交越失真。
实验步骤：
1)根据以下图所示的电路，连接好仿真电路；检查无误后进
行电路仿真，观察观察未产生交越失真的波形如图<a>所示。
2)将以上电路图略该，撤销二极管的基极偏置电路，如下图
所示，然后进行仿真，观察产生交越失真的波形图如图<b>所示。
3)两次仿真的波形图如下，将两次仿真的波形对比如下图所
示：
实验结论（结果）：
由以上仿真结果可知，与理论分析基本符合，利用二极管提供的基极偏置电路可以消除交越失真。
AD620应用电路仿真-001 AD620是一款仪表放大器，性能指标如图1所示。
图1 AD620的性能指标
AD620的放大倍数只要通过调节1脚和8脚之间的连接电阻R G 就可以调节其放大倍数，放大倍数的调整范围是1到10000，具体的放大倍数G 的计算公式如下：
G=G R K
4.49+1
例如，要使AD620放大1000，则R G 约等于49.4欧。
下面简单举个例子来说明AD620的应用。
示例是AD620对电桥上的微弱信号进行放大的应用，仿真电路如图2所示。
图2AD620电桥信号放大电路
在图2中可以看到，AD620输入端的信号为2.255mV，AD620的放大倍数大约为100倍，放大后的信号为225.59mV。
由此可见，AD620可以将很微弱的信号准确的放大，放大倍数基本上符合理论值。
