基于无饱和随机共振数学模型的含噪声微弱信号检出电路

摘要

本发明涉及一种基于无饱和随机共振数学模型的含噪声微弱信号检出电路。本发明中的前置求和放大电路包括前置求和放大器U1、第一反向器F1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一可变电阻Rv1、第一接地电阻R201、第二接地电阻R202。求和积分电路包括求和运算放大器U2、积分运算放大器U3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三接地电阻R203、第四接地电阻R204、积分器电容C_INTE。三通道选择反馈电路包括比较电路和反馈电路。本发明可以将淹没在强噪声中的有用信号增强，使噪声显著减弱，实现从强噪声背景中提取出微弱信号的目的。

主权项

基于无饱和随机共振数学模型的含噪声微弱信号检出电路，其特征在于：包括前置求和放大电路、求和积分电路和三通道选择反馈电路；前置求和放大电路包括前置求和放大器U1、第一反向器F1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一可变电阻Rv1、第一接地电阻R201、第二接地电阻R202；第一电阻R1的一端与一个输入端连接，第二电阻R2的一端与另一输入端连接，前置求和放大器U1的反向输入端与第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端以及第一可变电阻Rv1的固定端连接，前置求和放大器U1的同相输入端与第一接地电阻R201的一端连接，第一接地电阻R201的另一端接地；前置求和放大器U1的输出端与第一可变电阻Rv1的可调端以及第三电阻R3的一端连接；第一反向器F1的反向输入端与第三电阻R3的另一端以及第四电阻R4的一端连接，第一反向器F1的同向输入端与第二接地电阻R202的一端连接，第二接地电阻R202的另一端接地，第一反向器F1的输出端与第四电阻R4的另一端连接；求和积分电路包括求和运算放大器U2、积分运算放大器U3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三接地电阻R203、第四接地电阻R204、积分器电容C_INTE；求和运算放大器U2的反向输入端与第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端以及第七电阻R7的一端连接，第五电阻R5的另一端与第一反向器F1的输出端连接，求和运算放大器U2的同向输入端与第三接地电阻R203的一端连接，第三接地电阻R203的另一端接地，求和运算放大器U2的输出端与第七电阻R7的另一端以及第八电阻R8的一端连接；积分运算放大器U3的反向输入端与第八电阻R8的另一端、积分器电容C_INTE的一端及第九电阻R9的一端连接，积分运算放大器U3的同向输入端与第四接地电阻R204的一端连接，第四接地电阻R204的另一端接地，积分运算放大器U3的输出端与积分器电容C_INTE的另一端及第九电阻R9的另一端连接，该端作为信号输出端；三通道选择反馈电路包括比较电路和反馈电路；比较电路包括第一比较器B1、第二比较器B2、第三比较器B3、第四比较器B4，第二可变电阻Rv2、第三可变电阻Rv3，第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23；反馈电路包括第一反向运算放大器FU1、第二反向运算放大器FU2、第三反向运算放大器FU3、第四反向运算放大器FU4，第一乘法器M1、第二乘法器M2、第三乘法器M3, 求和运算放大器U4、求和运算放大器U5，第二反向器F2、第三反向器F3，第四可变电阻Rv4、第五可变电阻Rv5、第六可变电阻Rv6、第七可变电阻Rv7、第八可变电阻Rv8、第九可变电阻Rv9，第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36，第五接地电阻R205、第六接地电阻R206、第七接地电阻R207、第八接地电阻R208、第九接地电阻R209、第十接地电阻R210、第十一接地电阻R211、第十二接地电阻R212；在比较电路中，第二可变电阻Rv2的一个固定端与正电源连接、另一个固定端接地，第三可变电阻Rv3的一个固定端与负电源连接、另一个固定端接地；第十电阻R10的一端与第一比较器B1的反向输入端连接，第十一电阻R11的一端与第一比较器B1的正向输入端连接；第十二电阻R12的一端与第二比较器B2的反向输入端连接，第十三电阻R13的一端与第二比较器B2的正向输入端连接；第十四电阻R14的一端与第三比较器B3的反向输入端连接，第十五电阻R15的一端与第三比较器B3的正向输入端连接；第十六电阻R16的一端与第四比较器B4的反向输入端连接，第十七电阻R17的一端与第四比较器B4的正向输入端连接；第十一电阻R11的另一端、第十二电阻R12的另一端、第十四电阻R14的另一端、第十七电阻R17的另一端均与积分运算放大器U3的输出端连接，第十电阻R10的另一端以及第十五电阻R15的另一端与第二可变电阻Rv2的可调端连接，第十三电阻R13的另一端以及第十六电阻R16的另一端与第三可变电阻Rv3的可调端连接；第十八电阻R18的一端与第十九电阻R19的一端连接，第十八电阻R18的另一端与正电源连接，第十九电阻R19的另一端与第一比较器B1的输出端连接；第二十电阻R20的一端与第二十一电阻R21的一端连接，第二十电阻R20的另一端与正电源连接，第二十一电阻R21的另一端与第二比较器B2的输出端连接；第二十二电阻R22的一端与第二十三电阻R23的一端连接，第二十二电阻R22的另一端与正电源连接，第二十三电阻R23的另一端与第三比较器B3、第四比较器B4的输出端连接；在反馈电路中，第二十四电阻R24的一端与第十八电阻R18、第十九电阻R19的互连端连接，第二十四电阻R24的另一端与第四可变电阻Rv4的一个固定端、第一反向运算放大器FU1的反向输入端连接，第四可变电阻Rv4的可调端与第一反向运算放大器FU1的输出端、第三十一电阻R31的一端连接，第五接地电阻R205的一端与第一反向运算放大器FU1的正向输入端连接，第五接地电阻R205的另一端接地；第二十五电阻R25的一端与第二十电阻R20、第二十一电阻R21的互连端连接，第二十五电阻R25的另一端与第五可变电阻Rv5的一个固定端、第二反向运算放大器FU2的反向输入端连接，第五可变电阻Rv5的可调端与第二反向运算放大器FU2的输出端连接，第六接地电阻R206的一端与第二反向运算放大器FU2的正向输入端连接，第六接地电阻R206的另一端接地；第二十八电阻R28的一端与第二反向运算放大器FU2的输出端、第五可变电阻Rv5的可调端连接，第二十八电阻R28的另一端与第二反向器F2的反向输入端、第二十九电阻R29的一端连接，第二十九电阻R29的另一端与第二反向器F2的输出端、第三十二电阻R32的一端连接，第九接地电阻R209的一端与第二反向器F2的正向输入端连接，第九接地电阻R209的另一端接地；第二十六电阻R26的一端与第二十二电阻R22、第二十三电阻R23的互连端连接，第二十六电阻R26的另一端与第六可变电阻Rv6的一个固定端、第三反向运算放大器FU3的反向输入端连接，第六可变电阻Rv6的可调端与第三反向运算放大器FU3的输出端、第三乘法器M3的一个输入端X2连接，第七接地电阻R207的一端与第三反向运算放大器FU3的正向输入端连接，第七接地电阻R207的另一端接地；第一乘法器M1的两个输入端X1、Y1均与积分运算放大器U3的输出端连接，第一乘法器M1另两个输入端X2、Y2接地，第二乘法器M2的一个输入端X2与第一乘法器M1的输出端W连接，第二乘法器M2的另一个输入端Y1与积分运算放大器U3的输出端连接，第二乘法器M2的剩余两个输入端X1、Y2接地；第二乘法器M2的输出端W与第七可变电阻Rv7的可调端连接，第八可变电阻Rv8的可调端与第一乘法器M1的输入端X1、Y1连接，第七可变电阻Rv7的一个固定端与第八可变电阻Rv8的一个固定端、求和运算放大器U4的反向输入端以及第二十七电阻R27的一端连接，求和运算放大器U4的输出端与第二十七电阻R27的另一端连接，第八接地电阻R208的一端与求和运算放大器U4的正向输入端连接，第八接地电阻R208的另一端接地；第三乘法器M3的另一个输入端Y1与求和运算放大器U4的输出端连接，第三乘法器M3的剩余两个输入端X1、Y2接地，第三乘法器M3的输出端W与第三十电阻R30的一端连接；第三十电阻R30的另一端与第四反向运算放大器FU4的反向输入端以及第九可变电阻Rv9的一个固定端连接，第九可变电阻Rv9的可调端与第四反向运算放大器FU4的输出端以及第三十三电阻R33的一端连接，第十接地电阻R210的一端与第四反向运算放大器FU4的正向输入端连接，第十接地电阻R210的另一端接地；求和运算放大器U5的反向输入端与第三十一电阻R31的另一端、第三十二电阻R32的另一端、第三十三电阻R33的另一端以及第三十四电阻R34的一端连接，第三十四电阻R34的另一端与求和运算放大器U5的输出端以及第三十五电阻R35的一端连接，第十一接地电阻R211的一端与求和运算放大器U5的正向输入端连接，第十一接地电阻R211的另一端接地；第三十五电阻R35的另一端与第三反向器F3的反向输入端以及第三十六电阻R36的一端连接，第三十六电阻R36的另一端与第三反向器F3的输出端以及第六电阻R6的另一端连接，第十二接地电阻R212的一端与第三反向器F3的正向输入端连接，第十二接地电阻R212的另一端接地；由此构成其反馈电路；所述的三通道选择反馈电路中，四个比较器B1、B2、B3、B4均为正负双电源供电，当同向输入端信号大于反向输入端信号时，输出为正高电平，反之为负高电平。