干涉型光纤扰动传感器信号调理电路的设计和仿真

　　4 带通滤波电路

　　4．1 滤波器设计

　　为使检测电路具有良好的信噪比，还需要用带通滤波器对信号进一步处理。该设计在前置放大电路之后加入带通滤波电路，以除去有用信号频带以外的噪声，包括环境噪声及由前置放大器引入的噪声。由于振动引起的信号频率较低，经过实验确定其信号的有效频率在2～5 kHz之间。该设计对滤波器要求为：中心频率2 kHz，带宽为500 Hz～8 kHz，带增益G=2。

　　当上截止频率对下截止频率的比超过2(一个倍频程)时，则可认为该带通滤波器是宽带型的。宽带型带通滤波器可以通过级联对应的低通和高通滤波器来实现。本文通过将一个2阶低通滤波器和2阶高通滤波器级联来实现该带通滤波器。500 Hz，8 kHz分别为高通、低通滤波器的截止频率，通带增益G=2。考虑到对传感信号检测的准确性，要尽量避免滤波器的通带内有波纹。因此，本文选取巴特沃斯型带通滤波器。

　　图7所示的2阶带通滤波器是一种无限增益多路反馈巴特沃斯型带通滤波器。其中，同相输入端接电阻R5，R7的作用是为了把直流失调减到最小。

　　4．2 滤波器仿真

　　用Multisim 10中波特图示仪分别对2阶低通滤波器、2阶高通滤波器及级联后的2阶带通滤波器分别仿真，得到仿真结果如图8，图9所示。

　　图8中，低通滤波器的截止频率为8．577 kHz。高通滤波器的截止频率为530．208 Hz，图9中，带通滤波器的上、下截止频率为8．577 kHz，530．28 Hz。

　　5 结语

　　本文针对干涉型光纤传感器输入信号的特点设计了信号调理电路，并运用软件Multisim 10进行了仿真。经仿真，各参数基本上都达到了设计要求。该信号调理电路结构简单，性能较好，对干涉型光纤扰动传感器实际应用具有一定的使用价值。