DC偏置补偿器设计

 一个需要自调节到某个ac输入信号电平的超声传感器电路，必须适应于信号未知和不断变化的dc偏置电压。电路不能采用ac耦合电容，而其输出电平必须移位为一个已知的dc偏置。本设计采用了一个dc偏置补偿器(图1)。

图1，用作一个dc偏置补偿器的超声传感器电路

电路正常工作时，要使用一个单电源、高输入阻抗、轨至轨输入/输出的双运放，类似于AD822(参考文献1)。可以用电位计R1调节基准电压VR，设定输出偏置电平等于基准电压，通常是满量动态范围时电源电压VCC的一半。IC1B以R4/R3的增益，将高频ac输入信号放大并反相。

减法积分器IC1A为负反馈回路中的任何不适当偏移电压提供了补偿。交流信号分量根据R2C1值作衰减，只留下平均的直流偏移分量，将IC1B的平均输出电压保持在等于基准电压。图2给出了4V偏置步长时的补偿情况， 完成时间大约为100ms。

图2，在大约100ms内完成一个4V偏置步长的补偿动作。

这个设备有两个额外的用途。它是一个一阶的高通滤波器，频响滚降为6dB/倍频程，-3dB截止频率为1/(2πR2C1)×R4/R3。对于图1中的电路值，截止频率为47Hz。此电路还可以用作一个微分器，用恒定输出偏置电压改变dc输入。