1 简介

此两级放大器设计可对来自被动红外 (PIR) 传感器的信号进行放大和滤波。此电路包括多个低通和高通滤波器，可降低电路输出端的噪声，从而能够检测出远距离运动并减少误触发。此电路后可直接连接到模数转换器 (ADC) 输入端。

2 设计目标

2.1 滤波器fH

• 10hZ

2.2 滤波器fL

• ​​​0.7Hz

2.3 电源

2.4 交流增益

• 90dB

3 电路设计

根据设计目标，最终设计的电路结构和参数如下图：

注意事项：

• 对于共模电压和输出偏置电压，使用 R2 和 R3 （以及 R7 和 R8 ）之间的电阻分压器进行设置。
• 必须使用两个或更多个放大器级以能够有足够的环路增益。
• 电容器 C4 和 C8 通过减小电路带宽来过滤噪声，并帮助稳定放大器。
• 需要使用放大器输出端的 RC 滤波器（例如，R6 和 C5 ）来降低放大器的总集成噪声。
• 电路的最大增益会受滤波器截止频率的影响。

4 设计计算

• 为低通滤波器选择高电容值电容器 C1 、C5 和 C9 。应首先选择这些电容器，因为与标准电阻器的值相比，高电容值电容器的可供选择的标准值有限。

• 计算 R1 、R6 和 R11 的电阻器值以构成低通滤波器

• 为高通滤波器选择 C2 、C3 、C6 和 C7 的电容器值

• 为高通滤波器计算 R4 和 R9 的电阻器值

• 使用分压器将放大器的共模电压设置为中位电压。分压器的等效电阻应该等于 R4 ，以正确设置高通滤波器的转角频率

• 计算每个增益级所需的增益以满足总增益需求。在两个增益级之间平均分配电路的总增益目标

增益=

• 计算 R5 以设置第一级的增益

• 计算 C4 以设置低通滤波器截止频率

• 第一个增益级的增益和截止频率与第二个增益级相等，因此请将两个级的所有组件值设置为彼此相等

6 电路仿真

频率仿真：

噪声仿真：