專利名稱:測量儀器輸入輸出端的保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及種測量儀器輸入輸出端的保護電路。
背景技術(shù):
在阻抗測量領(lǐng)域,對于儀器的測量準確性提出了更高的要求。目前普遍采用的保護電路是將高端HV和LV直接通過穩(wěn)壓管連接起來,穩(wěn)壓管的漏電流和其溫度特性會直接作用于測試端,由于儀器測試端保護電路的漏電流而引起儀器測量結(jié)果的偏差,即降低儀器的測試性能,增加客戶檢測被測件出錯的概率,很可能在自動生產(chǎn)線上分選產(chǎn)品時產(chǎn)生誤判斷。因此,在儀器測量輸入輸出的高端和低端直接加穩(wěn)壓管作為保護電路,這種結(jié)構(gòu)的保護電路存在很大的漏電流且其溫度特性很差(直接取決于所選用的穩(wěn)壓管),從而影響儀器的測量準確度。
發(fā)明內(nèi)容針對上述技術(shù)問題,本實用新型提供一種測量儀器輸入輸出端的保護電路,本實用新型可克服現(xiàn)有直流測量儀器上采用的輸入輸出端保護電路漏電流大,溫度特性差的缺陷。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下:測量儀器輸入輸出端的保護電路,包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五穩(wěn)壓管、第六穩(wěn)壓管、第七二極管、第八二極管、第一補償電容、第一電阻、第二補償電容以及第四電阻;第一二極管的陰極端與第一運算放大器的同相輸入端連接,第一二極管的陽極端與第二二極管的陰極端連接,第二二極管的陽極端連接于第一運算放大器的輸出端;第三二極管的陽極端與第一運算放大器的同相輸入端連接,第三二極管的陰極端與第四二極管的陽極端連接,第四二極管的陰極端連接于第一運算放大器的輸出端,第一補償電容的兩端與第一電阻并聯(lián)形成的支路連接于第一運算放大器反相輸入端和輸出端之間;第五穩(wěn)壓管的陰極端與第一運算放大器的輸出端連接,第五穩(wěn)壓管的陽極端與第六穩(wěn)壓管的陰極端連接,第六穩(wěn)壓管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接;第七二極管的陰極端與第二運算放大器的輸出端連接,第七二極管的陽極端與第二運算放大器的同相輸入端連接,第八二極管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接,第八二極管的陰極端與第二運算放大器的同相輸入端連接,第二補償電容的兩端與第四電阻并聯(lián)形成的支路連接于第二運算放大器反相輸入端和輸出端之間。進一步地,還包括第二電阻、第三電阻、第五電阻以及第六電阻,第二電阻的一端與第一運算放大器的同相輸入端連接,第三電阻的一端連接于第一運算放大器的輸出端;第五電阻的一端與第二運算放大器的同相輸入端連接,第六電阻的一端連接于第二運算放大器的輸出端。采用了上述方案,當儀器進行正常測量時,該電路設計有如下特性:[0011]測試端(HV)和第一運算放大器輸出端的電位相等、測試端(LV)和第二運算放大器輸出端的電位相等,故第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第七二極管、第八二極管,上幾乎沒有電流流過,這樣測試端(HV和LV)的漏電流主要取決于運算放大器的輸入電流,該保護電路的漏電流可達nA級,甚至pA級。因此,當測試端(HV和LV)出現(xiàn)電壓突變時,電壓跟隨電路的電流流經(jīng)保護二極管來實現(xiàn)跟隨電路的跟隨作用以及保護電路的放電作用,能夠有效保護運算放大器,大大提高電路的穩(wěn)定性。綜上所述,穩(wěn)壓管的漏電流由運算放大器提供,故穩(wěn)壓管漏電流的溫度特性不再影響測試端(HV和LV),提高保護電路的溫度特性。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1為本實用新型測量儀器輸入輸出端的保護電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照圖1,本實用新型的測量儀器輸入輸出端的保護電路,包括第一運算放大器U1A、第二運算放大器U1B、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第五穩(wěn)壓管D5、第六穩(wěn)壓管D6、第七二極管D7、第八二極管D7、第一補償電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第二補償電容C2、第四電阻R4、第五電阻R5以及第六電阻R6。第一二極管Dl的陰極端與第一運算放大器UlA的同相輸入端連接,第一二極管Dl的陽極端與第二二極管的陰極端連接,第二二極管D2的陽極端連接于第一運算放大器UlA的輸出端。第三二極管D3的陽極端與第一運算放大器UlA的同相輸入端連接,第三二極管D3的陰極端與第四二極管D4的陽極端連接,第四二極管D4的陰極端連接于第一運算放大器UlA的輸出端。第一補償電容Cl的兩端與第一電阻Rl并聯(lián)形成的支路連接于第一運算放大器UlA反相輸入端和輸出端之間。第二電阻R2的一端與第一運算放大器UlA的同相輸入端連接,第三電阻R3的一端連接于第一運算放大器UlA的輸出端。第五穩(wěn)壓管D5的陰極端與第一運算放大器UlA的輸出端連接,第五穩(wěn)壓管D5的陽極端與第六穩(wěn)壓管D6的陰極端連接,第六穩(wěn)壓管D6的陽極端與第二運算放大器UlB的輸出端連接。第七二極D7管的陰極端與第二運算放大器UlB的輸出端連接,第七二極管D7的陽極端與第二運算放大器UlB的同相輸入端連接。第八二極管D8的陽極端與第二運算放大器UlB的輸出端連接,第八二極管D8的陰極端與第二運算放大器UlB的同相輸入端連接。第二補償電容C2的兩端與第四電阻R4并聯(lián)形成的支路連接于第二運算放大器UlB反相輸入端和輸出端之間。第五電阻R5的一端與第二運算放大器UlB的同相輸入端連接,第六電阻R6的一端連接于第二運算放大器UlB的輸出端。本實用新型的工作原理如下:當測試端HV和測試端LV兩端電壓產(chǎn)生突變時(假設LV電位不變并為零電位):當測試端HV的電位突然升高時,瞬間電流會通過第三二極管D3、第四二極管D4由測試端HV流向第一運算放大器UlA的輸出端OUTA實現(xiàn)電壓跟隨,如果測試端HV的電位高于第五穩(wěn)壓管D5、第六穩(wěn)壓管D6,則測試端HV和測試端LV兩端的電壓通過第二二極管D3、第三二極管D4,第五穩(wěn)壓管D5、第五穩(wěn)壓管D6和第八二極管D8放掉,使之嵌位到第五穩(wěn)壓管D5、第六穩(wěn)壓管D6的穩(wěn)定電壓值。當測試端HV的電位突然降低時,瞬間電流會通過第二二極管D2、第一二極管D1,由第一運算放大器的輸出端OUTA流向測試端HV實現(xiàn)電壓跟隨,如果測試端HV的電位低于測試端LV,則測試端HV和測試端LV兩端的電壓通過二極管第二二極管D7,第六穩(wěn)壓管D6、第五穩(wěn)壓管D5和第二二極管D2、第一二極管Dl放掉,使測試端HV的電位嵌位到測試端LV的電位。當HV和LV兩端電壓穩(wěn)定時(即正常測量狀態(tài))在由運算放大器、電阻、補償電容和保護二極管組成的電壓跟隨電路作用下,測試端HV和第一運算放大器的OUTA的電位相等、測試端LV和第二運算放大器輸出端OUTB的電位相等,在這種情況下,第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第七二極管D7、第八二極管D8兩端的電壓均為零,故沒有電流流過。只有第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB的輸入電流(為nA級甚至pA級)影響到測試端HV和LV。第五穩(wěn)壓管D5、第六穩(wěn)壓管D6的漏電流完全由第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB提供,使其漏電流以及溫度特性不再影響儀器的測試性能。
權(quán)利要求1.測量儀器輸入輸出端的保護電路,其特征在于,包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五穩(wěn)壓管、第六穩(wěn)壓管、第七二極管、第八二極管、第一補償電容、第一電阻、第二補償電容以及第四電阻; 第一二極管的陰極端與第一運算放大器的同相輸入端連接,第一二極管的陽極端與第二二極管的陰極端連接,第二二極管的陽極端連接于第一運算放大器的輸出端;第三二極管的陽極端與第一運算放大器的同相輸入端連接,第三二極管的陰極端與第四二極管的陽極端連接,第四二極管的陰極端連接于第一運算放大器的輸出端,第一補償電容的兩端與第一電阻并聯(lián)形成的支路連接于第一運算放大器反相輸入端和輸出端之間; 第五穩(wěn)壓管的陰極端與第一運算放大器的輸出端連接,第五穩(wěn)壓管的陽極端與第六穩(wěn)壓管的陰極端連接,第六穩(wěn)壓管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接; 第七二極管的陰極端與第二運算放大器的輸出端連接,第七二極管的陽極端與第二運算放大器的同相輸入端連接,第八二極管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接,第八二極管的陰極端與第二運算放大器的同相輸入端連接,第二補償電容的兩端與第四電阻并聯(lián)形成的支路連接于第二運算放大器反相輸入端和輸出端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀器輸入輸出端的保護電路,其特征在于,還包括第二電阻、第三電阻、第五電阻以及第六電阻,第二電阻的一端與第一運算放大器的同相輸入端連接,第三電阻的一端連接于第一運算放大器的輸出端;第五電阻的一端與第二運算放大器的同相輸入端連接,第六電阻的一端連接于第二運算放大器的輸出端。
專利摘要本實用新型涉及一種測量儀器輸入輸出端的保護電路,第一二極管的陽極端與第二二極管的陰極端連接,第二二極管的陽極端連接于第一運算放大器的輸出端;第三二極管的陽極端與第一運算放大器的同相輸入端連接,第三二極管的陰極端與第四二極管的陽極端連接,第四二極管的陰極端連接于第一運算放大器的輸出端,第一補償電容的兩端與第一電阻并聯(lián)形成的支路連接于第一運算放大器反相輸入端和輸出端之間;第五穩(wěn)壓管的陰極端與第一運算放大器的輸出端連接,第五穩(wěn)壓管的陽極端與第六穩(wěn)壓管的陰極端連接,第六穩(wěn)壓管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接。本實用新型可克服現(xiàn)有直流測量儀器上采用的輸入輸出端保護電路漏電流大,溫度特性差的缺陷。
文檔編號H02H9/04GK203054026SQ20122073025
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者尹國彥, 孔伯樂, 何繼明, 趙浩華, 高志齊, 劉瑜 申請人:常州同惠電子股份有限公司