專利名稱：一種微弱信號的檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于非電量信號檢測領(lǐng)域，尤其是一種微弱信號的檢測電路。
背景技術(shù)：
在某些非電量信號的檢測過程中，例如流量的檢測、轉(zhuǎn)數(shù)的檢測等領(lǐng)域，其轉(zhuǎn)換器 輸出的電量是很微弱的，如果想將這些微弱信號變?yōu)榭捎眯盘?，必須要進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換處理。 市場上雖然有這樣的檢測放大轉(zhuǎn)換處理電路，但是，由于臨頻的干擾、噪音的干擾以及波形 畸變的干擾等因素，導(dǎo)致現(xiàn)有的檢測放大轉(zhuǎn)換電路在檢測精度、可靠性較差，對于一些檢測 精度較高的場合，難以滿足實際應(yīng)用的需要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的 微弱信號的檢測電路。本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種微弱信號的檢測電路，一種微弱信號的檢測電路，包括依次相連接的低通濾 波電路、大信號限幅電路、平衡信號轉(zhuǎn)換電路、自動增益控制電路、二階有源濾波電路和模 擬輸出電路。而且，所述的二階有源濾波電路后還依次連接雙向限幅電路和光耦隔離輸出電路。而且，所述的平衡信號轉(zhuǎn)換電路包括放大器Al和放大器A2，放大器Al的反相輸 入端與一平衡信號相連接，放大器Al的正向輸入端連接電阻R1、電阻R2的一端，放大器Al 的輸出端連接電阻R2的另一端和電阻R3的一端，放大器A2的反相輸入端與另一平衡信號 相連接，放大器A2的正相輸入端連接電阻R4的一端，放大器A2的輸出端與電阻R3的另一 端、電阻R4的另一端連接在一起。而且，所述自動增益控制電路包括放大器A3、放大器A4和放大器A5，輸入信號連 接到放大器A3的正向輸入端，放大器A3的反相輸入端連接電阻R5的一端和場效應(yīng)管Vl的 漏極，場效應(yīng)管Vl的源極與地連接，場效應(yīng)管的柵極與電阻R6、電阻R7的一端相連接，電阻 R5與電阻R6的另一端與放大器A3的輸出端相連接，放大器A3的輸出端經(jīng)過電容Cl耦合 輸出，該輸出信號連接電阻Rll和電阻R12的一端，電阻Rll的另一端通過二極管Dl連接 放大器A4的反相輸入端，電阻Rll的另一端連接二極管負(fù)極并接地，電阻R12的另一端與 放大器A5的反相輸入端及電阻R13的一端相連接，放大器A5的正向輸入端與地相連接，放 大器A5的輸出端、電阻R13的另一端連接電阻R8，電阻R8的另一端與放大器A4的反相輸 入端、電容C2的正極相連接；工作電源VDD連接電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端與電阻 R9的一端、穩(wěn)壓管D5的正極、二極管D4的正極相連接，電阻R9的另一端連接二極管D3的 負(fù)極、放大器A4的反相輸入端相連接，二極管D3的正極、二極管D4的負(fù)極、電容C2的負(fù)極 及電阻R7的另一端共同連接到放大器A4的輸出端，放大器A4的正相輸入端與地相連接。[0009]而且，所述的自動增益控制電路后還連接一工作指示燈。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實用新型設(shè)計合理，將濾波、抑制、限幅和自動增益等電路有機(jī)地結(jié)合起來，使 得整個檢測電路具有很強(qiáng)的抗干擾能力，對于輸入的微弱信號，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行高增益的放 大，而對于輸入的大信號信號，則進(jìn)行抑制衰減，對增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，具有較寬的信號檢 測范圍。將本檢測電路應(yīng)用到非電量檢測場合，可以確保檢測的準(zhǔn)確度，大大提高檢測工作 的可靠性。

圖1是本實用新型的電路框圖；圖2是平衡信號轉(zhuǎn)換電路圖；圖3是自動增益控制電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進(jìn)一步詳述一種微弱信號的檢測電路，如圖1所示，包括依次連接的低通濾波電路、大信號限 幅電路、平衡信號轉(zhuǎn)換電路、自動增益控制電路、二階有源濾波電路和模擬輸出電路，在二 階有源濾波電路的輸出端還依次連接雙向限幅電路和光耦隔離輸出電路，檢測處理的結(jié)果 既可以通過模擬輸出電路輸出模擬信號，也可以通過光耦隔離輸出電路輸出TTL信號。為 了便于監(jiān)視該檢測電路的工作狀態(tài)，在自動增益控制電路后還連接一工作指示燈進(jìn)行檢測 電路工作狀態(tài)的顯示，在本實施例中，該工作狀態(tài)指示燈采用發(fā)光二極管。低通濾波電路對輸入的浮置信號進(jìn)行低通濾波處理，將高于基本頻率二倍以上的 各種頻率信號阻擋在外。低通濾波處理后的大信號采用大信號限幅處理對其進(jìn)行限幅處 理；而對于小信號則進(jìn)行兩級放大處理，第一級采用平衡信號轉(zhuǎn)換電路，該平衡信號轉(zhuǎn)換電 路將平衡信號轉(zhuǎn)換成對地信號，使輸出的對地信號具有足夠的增益，第二級采用自動增益 控制電路，該自動增益控制電路對信號進(jìn)一步放大并根據(jù)信號的大小自動處理成所需要的 TTL信號或是模擬信號。二階有源濾波器對放大處理后的信號進(jìn)行二階有源濾波，對有用信 號進(jìn)行過濾和篩選。模擬輸出電路對二階有源濾波器處理后的模擬信號直接進(jìn)行輸出。雙 向限幅電路對二階有源濾波器處理后的信號進(jìn)行雙向限幅處理，經(jīng)光耦隔離輸出電路輸出 TTL信號。下面對進(jìn)行小信號放大處理的平衡信號轉(zhuǎn)換電路和自動增益控制電路進(jìn)行詳細(xì) 說明平衡信號轉(zhuǎn)換電路的連接關(guān)系，如圖2所示，輸入的平衡信號INa連接到放大器Al 的反相輸入端，放大器Al的正向輸入端連接電阻R1、電阻R2的一端，放大器Al的輸出端 連接電阻R2的另一端和電阻R3的一端；輸入的平衡信號INb連接到放大器A2的反相輸入 端，放大器A2的正相輸入端連接電阻R4的一端，放大器A2的輸出端與電阻R3的另一端、 電阻R4的另一端連接在一起。該平衡信號轉(zhuǎn)換電路的工作原理為輸入的平衡信號INa和INb分別送到放大器 A1、A2的反相輸入端，經(jīng)過跟隨之后合成輸出OUT。流經(jīng)隊的電流Iki = VinaA1，流經(jīng)&的電流 IK2 = (Vx-Vina)/R2，流經(jīng) R3 的電流 IK3 = (Vinb-Vx)/R3，流經(jīng) R4 的電流 Ik4 = (Vout-Vinb)/ R4,令隊=R2 = R3 = R4 = R，放大器為理想放大器，則有V皿/R= (VX-VINA)/R(Vinb-Vx)/R= (Vout-Vinb)/R,將上述公式聯(lián)立解方程后得到Vait = 2 (Vinb-Vina)；從上式中可以知道，輸出信號是對地的，輸出值是2倍的二個輸入信號之差。自動增益控制電路的連接關(guān)系，如圖3所示，輸入信號IN連接到放大器A3的正向 輸入端，放大器A3的反相輸入端連接電阻R5的一端和場效應(yīng)管Vl的漏極，場效應(yīng)管Vl的 源極與地連接，場效應(yīng)管的柵極與電阻R6、R7的一端相連接，電阻R5與電阻R6的另一端與 放大器A3的輸出端相連接，放大器A3的輸出端經(jīng)過電容Cl耦合作為輸出，該輸出信號連 接電阻Rll和電阻R12的一端，電阻Rll的另一端通過二極管Dl連接放大器A4的反相輸 入端，電阻Rll的另一端反相連接二極管并接地，電阻R12的另一端與放大器A5的反相輸 入端及電阻R13的一端相連接，放大器A5的正向輸入端與地相連接，放大器A5的輸出端、 電阻R13的另一端連接電阻R8，電阻R8的另一端與放大器A4的反相輸入端、電容C2的正 極相連接；工作電源VDD連接電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端與電阻R9的一端、穩(wěn)壓管 D5的正極、二極管D4的正極相連接，電阻R9的另一端連接二極管D3的負(fù)極、放大器A4的 反相輸入端相連接，二極管D3的正極、二極管D4的負(fù)極、電容C2的負(fù)極及電阻R7的另一 端共同連接到放大器A4的輸出端，放大器A4的正相輸入端與地相連接。自動增益控制電路的工作原理如下當(dāng)輸入信號加到放大器A3之后，其輸出信號 經(jīng)過Cl的耦合作為輸出，該輸出信號被Dl、D2整流后與經(jīng)過放大器A5進(jìn)行1比1放大的 信號共同進(jìn)入放大器A4反相端，在這點(diǎn)的信號是一個具有一定直流分量的脈動直流，其直 流分量來自于R9。放大器A4在這里作為積分器將輸入的脈動直流進(jìn)行積分處理，之后輸 出一個直流電平，如果輸入信號越大的話，這個直流電平則越負(fù)，反之則負(fù)的小，場效應(yīng)晶 體管Vl工作在負(fù)柵狀態(tài)，放大器A4的輸出越負(fù)，場效應(yīng)晶體管Vl的源漏間的等效電阻越 大，致使放大器A3的增益越低，從而使得最后的輸出變小，由于這個負(fù)反饋?zhàn)饔?，使得輸?信號的幅值得到穩(wěn)定。如果被穩(wěn)定信號的范圍大，可用兩級這樣的電路共同完成，實踐證明 效果非常明顯。經(jīng)過自動增益控制電路處理過的信號，再用二階低通濾波器進(jìn)一步濾除二倍頻以 上的無用信號，其輸出可作為模擬輸出，也可以經(jīng)雙向限幅處理后由光耦隔離輸出電路輸 出TTL信號。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實 用新型并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的 技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種微弱信號的檢測電路，其特征在于包括依次相連接的低通濾波電路、大信號 限幅電路、平衡信號轉(zhuǎn)換電路、自動增益控制電路、二階有源濾波電路和模擬輸出電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微弱信號的檢測電路，其特征在于所述的二階有源濾 波電路后還依次連接雙向限幅電路和光耦隔離輸出電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微弱信號的檢測電路，其特征在于所述的平衡信 號轉(zhuǎn)換電路包括放大器Al和放大器A2，放大器Al的反相輸入端與一平衡信號相連接，放大 器Al的正向輸入端連接電阻R1、電阻R2的一端，放大器Al的輸出端連接電阻R2的另一端 和電阻R3的一端，放大器A2的反相輸入端與另一平衡信號相連接，放大器A2的正相輸入 端連接電阻R4的一端，放大器A2的輸出端與電阻R3的另一端、電阻R4的另一端連接在一 起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微弱信號的檢測電路，其特征在于所述自動增益 控制電路包括放大器A3、放大器A4和放大器A5，輸入信號連接到放大器A3的正向輸入端， 放大器A3的反相輸入端連接電阻R5的一端和場效應(yīng)管Vl的漏極，場效應(yīng)管Vl的源極與 地連接，場效應(yīng)管的柵極與電阻R6、電阻R7的一端相連接，電阻R5與電阻R6的另一端與放 大器A3的輸出端相連接，放大器A3的輸出端經(jīng)過電容Cl耦合輸出，該輸出信號連接電阻 Rll和電阻R12的一端，電阻Rll的另一端通過二極管Dl連接放大器A4的反相輸入端，電 阻Rll的另一端連接二極管負(fù)極并接地，電阻R12的另一端與放大器A5的反相輸入端及電 阻R13的一端相連接，放大器A5的正向輸入端與地相連接，放大器A5的輸出端、電阻R13的 另一端連接電阻R8，電阻R8的另一端與放大器A4的反相輸入端、電容C2的正極相連接；工 作電源VDD連接電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端與電阻R9的一端、穩(wěn)壓管D5的正極、 二極管D4的正極相連接，電阻R9的另一端連接二極管D3的負(fù)極、放大器A4的反相輸入端 相連接，二極管D3的正極、二極管D4的負(fù)極、電容C2的負(fù)極及電阻R7的另一端共同連接 到放大器A4的輸出端，放大器A4的正相輸入端與地相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微弱信號的檢測電路，其特征在于所述的自動增 益控制電路后還連接一工作指示燈。
專利摘要本實用新型涉及一種微弱信號的檢測電路，包括依次相連接的低通濾波電路、大信號限幅電路、平衡信號轉(zhuǎn)換電路、自動增益控制電路、二階有源濾波電路和模擬輸出電路。本實用新型設(shè)計合理，將濾波、抑制、限幅和自動增益等電路有機(jī)地結(jié)合起來，使得整個檢測電路具有很強(qiáng)的抗干擾能力，對于輸入的微弱信號，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行高增益的放大，而對于輸入的大信號信號，則進(jìn)行抑制衰減，對增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，具有較寬的信號檢測范圍。將本檢測電路應(yīng)用到非電量檢測場合，可以確保檢測的準(zhǔn)確度，大大提高檢測工作的可靠性。
文檔編號G01D11/00GK201917355SQ20102066588
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者師嶙, 蘇丹 申請人:天津市盛丹電子技術(shù)發(fā)展有限公司