變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，包括初級放大電路、帶通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，初級放大電路包括第一放大器，帶通濾波電路的第三電阻兩端分別與第一放大器輸出端和第八電容連接，其第八電容相對連接第三電阻端的另一端與第二放大器的同相輸入端連接，其第四電阻一端連接在第三電阻與第八電容之間的線路上，第四電阻另一端與第二放大器的反相輸入端連接。次級放大電路的第三放大器同相輸入端與第二放大器輸出端連接，其第二可調(diào)電阻兩端分別與第三放大器反相輸入端和輸出端連接，其第三放大器輸出端與放大信號輸出線路連接。本實用新型應(yīng)用時經(jīng)過兩級放大及濾波，能保證探測信號在后續(xù)能準(zhǔn)確顯示。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及變電站安全防護領(lǐng)域，具體是變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放 大電路。 變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路

【背景技術(shù)】
[0002] 變電站長期處于封閉狀態(tài)，其內(nèi)空氣處于非流動狀態(tài)，變電站內(nèi)易沉積大量分子 量高的氣體，因此，對變電站內(nèi)氣體濃度進行定期檢測尤為重要。為了檢測變電站內(nèi)氣體濃 度，現(xiàn)今設(shè)計了一種變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)，其包括傳感器、直流穩(wěn)壓電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路及數(shù)字顯示電路，該檢測系統(tǒng)應(yīng)用時由直流穩(wěn)壓電源為整個系統(tǒng)供電，傳感器將探測到 的氣體濃度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，并經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后通過數(shù)字顯示電路顯示氣體 濃度值。其中，該系統(tǒng)應(yīng)用時傳感器探測到的信號微弱，信號在傳輸過程中會發(fā)生衰減和吸 收，數(shù)字顯示電路不能準(zhǔn)確的反映變電站內(nèi)氣體濃度，如此，會對作業(yè)人員造成誤導(dǎo)而存在 安全隱患。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能對傳感器探測信號進 行放大，以便直觀顯示變電站內(nèi)氣體濃度的變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路。
[0004] 本實用新型解決上述問題主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：變電站氣體濃度檢測系統(tǒng) 的信號放大電路，包括初級放大電路、帶通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路， 所述初級放大電路包括第一放大器，所述帶通濾波電路包括第二放大器、第三電阻、第四電 阻、第五電阻、第六電阻、第七電容及第八電容，所述第三電阻兩端分別與第一放大器輸出 端和第八電容連接，第八電容相對連接第三電阻端的另一端與第二放大器的同相輸入端連 接，第四電阻一端連接在第三電阻與第八電容之間的線路上，其另一端與第二放大器的反 相輸入端連接，所述第七電容、第五電阻及第六電阻均一端接地，第七電容相對其接地端的 另一端連接在第三電阻與第八電容之間的線路上，第五電阻相對其接地端的另一端連接在 第八電容與第二放大器同相輸入端之間的線路上，第六電阻相對其接地端的另一端連接在 第四電阻與第二放大器反相輸入端之間的線路上；所述次級放大電路包括第三放大器、第 二可調(diào)電阻、第七電阻及第八電阻，所述第三放大器同相輸入端與第二放大器輸出端連接， 第二可調(diào)電阻兩端分別與第三放大器反相輸入端和輸出端連接，第七電阻一端連接在第三 放大器反相輸入端與第二可調(diào)電阻之間的線路上，其另一端接地，所述第八電阻兩端分別 與第三放大器輸出端和放大信號輸出線路連接。本實用新型應(yīng)用時，傳感器探測到的信號 由第一放大器的同相輸入端和反相輸入端輸入，經(jīng)過第一放大器進行初級放大后，由帶通 濾波電路進行濾波，再經(jīng)過次級放大電路再次放大后由放大信號輸出線路輸出。
[0005] 因 AD620是由三個精密運放集成的差分專用儀器運放，其具有低偏移、高增益、高 共模擬制比的特點，進一步的，所述第一放大器采用AD620芯片。
[0006] 進一步的，所述初級放大電路還包括第一可調(diào)電阻，第一可調(diào)電阻的兩端分別與 第一放大器的第一管腳和第八管腳連接。
[0007] 為了防止電源端噪聲耦合進入第一放大器中，進一步的，所述初級放大電路還包 括第一磁珠、第二磁珠、第三電容、第四電容、第五電容及第六電容，所述第一磁珠兩端分別 連接電源正極和第一放大器的第七管腳，所述第三電容和第四電容并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)支路一 端連接在第一磁珠與第一放大器之間的線路上，其另一端接地；所述第二磁珠兩端分別連 接電源負極和第一放大器的第四管腳，所述第五電容和第六電容并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)支路一端 連接在第二磁珠與第一放大器之間的線路上，其另一端接地。如此，本實用新型時對第一放 大器每個供電引腳都與地連接兩個電容，并通過一個磁珠串聯(lián)進行電源去耦。
[0008] 進一步的，變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，還包括第九電阻，所述第九 電阻一端連接在放大信號輸出線路上，其另一端外接電源。
[0009] 因0P777芯片是一個超精密的低噪聲運放，具有極低的電壓和電流偏移以及很高 的增益穩(wěn)定性，進一步的，所述第二放大器和第三放大器均采用0P777芯片。
[0010] 進一步的，所述初級放大電路還包括第一電容、第二電容、第一電阻及第二電阻， 所述第一電容一端與第一放大器的反相輸入端連接，第二電容一端與第一放大器的同相輸 入端連接，第一電阻和第二電阻兩者均一端接地，第一電阻相對其接地端的另一端連接在 第一電容與第一放大器反相輸入端之間的線路上，第二電阻相對其接地端的另一端連接在 第二電容與第一放大器同相輸入端之間的線路上。如此，本實用新型應(yīng)用時通過第一電容 和第二電容進行交流稱合輸入，第一電容與第一電阻組成高通濾波器，第二電容與第二電 阻組成高通濾波器，本實用新型通過第一電容、第二電容、第一電阻及第二電阻構(gòu)成的高通 濾波器以降低環(huán)境中的低頻干擾。
[0011] 綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：（1)本實用新型包括初級放大電路、帶 通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，初級放大電路包括第一放大器，帶通濾波 電路包括第二放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電容及第八電容，次 級放大電路包括第三放大器、第二可調(diào)電阻、第七電阻及第八電阻，第三放大器同相輸入端 與第二放大器輸出端連接，第二可調(diào)電阻兩端分別與第三放大器反相輸入端和輸出端連 接，本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)，本實用新型應(yīng)用時傳感器探測信 號由第一放大器輸入并進行放大，再由帶通濾波電路濾波后輸入次級放大電路進行再次放 大，傳感器探測信號經(jīng)放大后能保證數(shù)字顯示電路準(zhǔn)確的反映變電站內(nèi)氣體濃度，如此，能 消除檢測不精準(zhǔn)所存在的安全隱患。
[0012] (2)本實用新型進行再次放大時由帶通濾波電路進行濾波，帶通濾波電路能濾除 電路中元件產(chǎn)生的噪聲，如此，能保證信號進行再次放大后也具有足夠高的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1本實用新型一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 附圖中附圖標(biāo)記所對應(yīng)的名稱為：R1、第一電阻，R2、第二電阻，R3、第三電阻，R4、 第四電阻，R5、第五電阻，R6、第六電阻，R7、第七電阻，R8、第八電阻，R9、第九電阻，RW1、第 一可調(diào)電阻，RW2、第二可調(diào)電阻，C1、第一電容，C2、第二電容，C3、第三電容，C4、第四電容， C5、第五電容，C6、第六電容，C7、第七電容，C8、第八電容，A1、第一放大器，A2、第二放大器， A3、第三放大器，L1、第一磁珠，L2、第二磁珠。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型做進一步地的詳細說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。
[0016] 實施例：
[0017] 如圖1所示，變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，包括初級放大電路、帶通 濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，其中，初級放大電路包括第一放大器A1、第 一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第一電阻R1、 第二電阻R2、第一磁珠 L1、第二磁珠 L2及第一可調(diào)電阻RW1，本實施例的第一放大器A1米 用AD620芯片，第一可調(diào)電阻RW1的兩端分別與第一放大器A1的第一管腳和第八管腳連 接，第一電容C1 一端與第一放大器A1的反相輸入端連接，第二電容C2 -端與第一放大器 A1的同相輸入端連接，第一電阻R1和第二電阻R2兩者均一端接地，第一電阻R1相對其接 地端的另一端連接在第一電容C1與第一放大器A1反相輸入端之間的線路上，第二電阻R2 相對其接地端的另一端連接在第二電容C2與第一放大器A1同相輸入端之間的線路上。第 一磁珠 L1兩端分別連接電源正極和第一放大器A1的第七管腳，第三電容C3和第四電容C4 并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)支路一端連接在第一磁珠 L1與第一放大器A1之間的線路上，其另一端接 地。第二磁珠 L2兩端分別連接電源負極和第一放大器A1的第四管腳，第五電容C5和第六 電容C6并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)支路一端連接在第二磁珠 L2與第一放大器A1之間的線路上，其另 一端接地。
[0018] 本實施例的帶通濾波電路包括第二放大器A2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電 阻R5、第六電阻R6、第七電容C7及第八電容C8,其中，第二放大器A2采用0P777芯片，第二 放大器A2的供電引腳外接電源和地，第三電阻R3兩端分別與第一放大器A1輸出端和第八 電容C8連接，第八電容C8相對連接第三電阻R3端的另一端與第二放大器A2的同相輸入 端連接，第四電阻R4-端連接在第三電阻R3與第八電容C8之間的線路上，其另一端與第 二放大器A2的反相輸入端連接，第七電容C7、第五電阻R5及第六電阻R6均一端接地，第七 電容C7相對其接地端的另一端連接在第三電阻R3與第八電容C8之間的線路上，第五電阻 R5相對其接地端的另一端連接在第八電容C8與第二放大器A2同相輸入端之間的線路上， 第六電阻R6相對其接地端的另一端連接在第四電阻R4與第二放大器A2反相輸入端之間 的線路上。
[0019] 本實施例的次級放大電路包括第三放大器A3、第二可調(diào)電阻RW2、第七電阻R7及 第八電阻R8,其中，第三放大器A3也采用0P777芯片，第三放大器A3供電引腳外接電源正 負極，第三放大器A3同相輸入端與第二放大器A2輸出端連接，第二可調(diào)電阻RW2兩端分別 與第三放大器A3反相輸入端和輸出端連接，第七電阻R7 -端連接在第三放大器A3反相輸 入端與第二可調(diào)電阻RW2之間的線路上，其另一端接地，第八電阻R8兩端分別與第三放大 器A3輸出端和放大信號輸出線路連接。本實施例還包括第九電阻R9,第九電阻R9 -端連 接在放大信號輸出線路上，其另一端外接電源。本實施例在具體應(yīng)用時，第一放大器A1、第 二放大器A2及第三放大器A3均采用5V電源供電。
[0020] 本實施例中第一電阻R1和第二電阻R2的阻值均為24. 7ΚΩ，第三電阻R3的阻值 為10 ΚΩ，第四電阻R4的阻值為28 ΚΩ，第五電阻R5的阻值為20 ΚΩ，第六電阻R6和第 七電阻R7的阻值均為10 ΚΩ，第八電阻R8和第九電阻R9的阻值均為20 ΚΩ，第一可調(diào)電 阻RW1的阻值可調(diào)范圍為0?50 ΚΩ，第二可調(diào)電阻RW2的阻值可調(diào)范圍為0?200 ΚΩ， 本實施例的第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第六電容C6、第七電容C7及第八電容 C8的容值均為0. 1 μ F，第四電容C4和第五電容C5兩者均采用有極性鉭電容，兩者容值為 10 μ F〇
[0021] 本實施例應(yīng)用時，傳感器探測到的信號由第一電容Cl和第二電容C2相對連接第 一放大器A1端的另一端輸入，由第一電容C1、第二電容C2、第一電阻R1及第二電阻R2構(gòu)成 的高通濾波電路濾除低頻干擾，通過調(diào)節(jié)第一可調(diào)電阻RW1的阻值來對初級放大的增益進 行調(diào)節(jié)，進行初級放大后再經(jīng)過帶通濾波電路進行濾波，保證次級放大時輸入信號的穩(wěn)定， 通過調(diào)節(jié)第二可調(diào)電阻RW2的阻值來對次級放大的增益進行調(diào)節(jié)，進行次級放大后的信號 由放大信號輸入線路輸出。
[0022] 如上所述，可較好的實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1. 變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，其特征在于，包括初級放大電路、帶通濾 波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，所述初級放大電路包括第一放大器(A1)，所述 帶通濾波電路包括第二放大器（A2)、第三電阻（R3)、第四電阻（R4)、第五電阻（R5)、第六電 阻（R6)、第七電容（C7)及第八電容（C8)，所述第三電阻（R3)兩端分別與第一放大器（A1)輸 出端和第八電容（C8)連接，第八電容（C8)相對連接第三電阻（R3)端的另一端與第二放大 器（A2)的同相輸入端連接，第四電阻（R4)-端連接在第三電阻（R3)與第八電容（C8)之間 的線路上，其另一端與第二放大器(A2)的反相輸入端連接，所述第七電容（C7)、第五電阻 (R5)及第六電阻（R6)均一端接地，第七電容（C7)相對其接地端的另一端連接在第三電阻 (R3)與第八電容（C8)之間的線路上，第五電阻（R5)相對其接地端的另一端連接在第八電 容（C8)與第二放大器（A2)同相輸入端之間的線路上，第六電阻（R6)相對其接地端的另一 端連接在第四電阻（R4)與第二放大器（A2)反相輸入端之間的線路上；所述次級放大電路 包括第三放大器（A3)、第二可調(diào)電阻（RW2)、第七電阻（R7)及第八電阻（R8)，所述第三放大 器（A3)同相輸入端與第二放大器（A2)輸出端連接，第二可調(diào)電阻（RW2)兩端分別與第三放 大器（A3)反相輸入端和輸出端連接，第七電阻（R7) -端連接在第三放大器（A3)反相輸入 端與第二可調(diào)電阻（RW2)之間的線路上，其另一端接地，所述第八電阻（R8)兩端分別與第 三放大器（A3)輸出端和放大信號輸出線路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，其特征在于，所 述第一放大器（A1)米用AD620芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，其特征在于，所 述初級放大電路還包括第一可調(diào)電阻（RW1)，第一可調(diào)電阻（RW1)的兩端分別與第一放大 器(A1)的第一管腳和第八管腳連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，其特征在于，所 述初級放大電路還包括第一磁珠（L1)、第二磁珠（L2 )、第三電容（C3 )、第四電容（C4 )、第五 電容（C5)及第六電容（C6)，所述第一磁珠（L1)兩端分別連接電源正極和第一放大器(A1) 的第七管腳，所述第三電容（C3)和第四電容（C4)并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)支路一端連接在第一磁 珠（L1)與第一放大器（A1)之間的線路上，其另一端接地；所述第二磁珠（L2)兩端分別連接 電源負極和第一放大器(A1)的第四管腳，所述第五電容（C5)和第六電容（C6)并聯(lián)構(gòu)成的 并聯(lián)支路一端連接在第二磁珠（L2)與第一放大器(A1)之間的線路上，其另一端接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，其特征在于，還 包括第九電阻（R9)，所述第九電阻（R9)-端連接在放大信號輸出線路上，其另一端外接電 源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路，其特征在于，所 述第二放大器（A2)和第三放大器（A3)均采用0P777芯片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項所述的變電站氣體濃度檢測系統(tǒng)的信號放大電路， 其特征在于，所述初級放大電路還包括第一電容（C1)、第二電容（C2)、第一電阻（R1)及第 二電阻（R2)，所述第一電容（C1) 一端與第一放大器(A1)的反相輸入端連接，第二電容（C2) 一端與第一放大器（A1)的同相輸入端連接，第一電阻（R1)和第二電阻（R2)兩者均一端接 地，第一電阻（R1)相對其接地端的另一端連接在第一電容（C1)與第一放大器（A1)反相輸 入端之間的線路上，第二電阻（R2)相對其接地端的另一端連接在第二電容（C2)與第一放 大器（A1)同相輸入端之間的線路上。
【文檔編號】G01N33/00GK203883775SQ201420328305
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】白學(xué)先, 吳偉民 申請人:國網(wǎng)四川省電力公司成都市新都供電分公司