一種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路，該電路由濾波電路、負(fù)反饋電路和對(duì)稱(chēng)放大電路組成。所述的濾波電路由電阻R1和R2、電容C1組成，所述的負(fù)反饋電路由運(yùn)算放大器A1以及電阻R3和R4組成，所述的對(duì)稱(chēng)放大電路由運(yùn)算放大器A2、A3、A4、電阻R5~R11組成。該電壓測(cè)量放大電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，可以減少等效輸入的共模干擾電壓，提高共模抑制比，有效抑制電路溫度漂移、零點(diǎn)漂移和共模噪聲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 —種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)微弱電信號(hào)進(jìn)行放大是各種不同用途的電子測(cè)量?jī)x器的關(guān)鍵部分——前置放大器的任務(wù)。前置放大器的靈敏度主要受到以下因素的影響:微弱電信號(hào)輸出電路的輸出阻抗(通常是變化的，會(huì)影響到后面放大電路的電壓放大倍數(shù))、放大器本身的背景噪聲、放大器的輸入失調(diào)和漂移、共模抑制能力等；因此，提高測(cè)量?jī)x器前端放大電路的輸入阻抗和共模抑制能力是至關(guān)重要的。
[0003]前置放大電路通常選擇輸入阻抗和共模抑制比都很高的電路。場(chǎng)效應(yīng)管放大電路和運(yùn)算放大電路的輸入阻抗均較大，但場(chǎng)效應(yīng)管電路不能對(duì)共模干擾進(jìn)行抑制，因此多選用運(yùn)算放大器電路。測(cè)量?jī)x器性能的好壞在很大程度上取決于其前端放大電路的性能，常選擇具有較強(qiáng)噪聲抑制能力和較大輸入阻抗的運(yùn)算放大電路和儀用放大電路。在微小電壓的精密測(cè)量時(shí)，儀用放大電路的對(duì)稱(chēng)性很難完全保證，在強(qiáng)噪聲的環(huán)境中，在儀用放大電路中加入共模電壓的負(fù)反饋電路可抵消共模噪聲或其中的一部分；在長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸時(shí)，在電路輸入端加入跟隨器電路可很好地克服由于測(cè)量電纜較長(zhǎng)造成的輸入電路不平衡而引入的測(cè)量誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路，本實(shí)用新型的智慧型微小電壓測(cè)量放大電路可以減少等效輸入的共模干擾電壓，提高共模抑制比，有效抑制電路溫度漂移、零點(diǎn)漂移和共模噪聲。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)解決方案:
[0006]一種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路，包括濾波電路、負(fù)反饋電路和對(duì)稱(chēng)放大電路，所述的濾波電路由電阻Rl和R2、電容Cl組成，所述的電阻Rl連接在信號(hào)輸入端Inl與電容Cl的之間，所述的電阻R2連接在信號(hào)輸入端In2與電容Cl的之間；所述的負(fù)反饋電路由運(yùn)算放大器Al以及電阻R3和R4組成，所述的運(yùn)算放大器Al的輸出端與電阻R2連接，運(yùn)算放大器Al的負(fù)輸入端與輸出端相連，所述的電阻R3接在Al的正輸入端與運(yùn)算放大器A2的正輸入端之間，所述的電阻R4接在電阻R3與運(yùn)算放大器A3的負(fù)輸入端之間；所述的對(duì)稱(chēng)放大電路與信號(hào)輸出端Out相連；所述的對(duì)稱(chēng)放大電路由運(yùn)算放大器A2、A3、A4、電阻R5^R10組成，所述的運(yùn)算放大器A4與信號(hào)輸出端Out相連，所述的電阻R5連接運(yùn)算放大器A2的輸出端與正輸入端之間,所述的電阻R6連接在A2的正輸入端與A3的負(fù)輸入端之間，所述的電阻R7接在運(yùn)算放大器A3的輸出端與負(fù)輸入端之間，所述的電阻R8接在A2的輸出端與電阻RlO之間，所述的電阻R9接在電阻R7與運(yùn)算放大器A4的正輸入端之間，所述電阻RlO接在運(yùn)算放大器A4的負(fù)輸入端與輸出端之間，所述電阻Rll接在電阻R9與地之間。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]對(duì)稱(chēng)放大電路的結(jié)構(gòu)是完全對(duì)稱(chēng)的。對(duì)稱(chēng)電路是指雙線電路中的兩根導(dǎo)線及其連接的所有電路對(duì)地或?qū)ζ渌麑?dǎo)線都具有相同的阻抗(電路平衡)。電路對(duì)稱(chēng)的目的在于使這兩根導(dǎo)線所檢測(cè)的噪聲相等，此時(shí)的噪聲是共模噪聲，可以在對(duì)稱(chēng)的負(fù)載上自行抵消。若再結(jié)合屏蔽保護(hù)可以進(jìn)一步降低噪聲和干擾。對(duì)稱(chēng)放大電路由3塊集成運(yùn)放以及外部電阻構(gòu)成(又稱(chēng)三運(yùn)放電路)。整個(gè)電路組成兩級(jí)放大器。第一級(jí)是A2、A3運(yùn)放和電阻R5、R6及R7組成的同相并聯(lián)差分放大器，第二級(jí)為運(yùn)放A4和電阻R8、R9、R10及Rll組成的減法器。理想的減法器只放大In1、In2的差模部分，它將雙端輸入信號(hào)放大后變?yōu)閱味溯敵?，以適應(yīng)后級(jí)放大器的要求。為了保證有足夠大的共模抑制比，該電路的電阻需滿足對(duì)稱(chēng)條件:R1=R2、R3=R4、R5=R6。對(duì)于放大器兩個(gè)輸入端的差值電壓(差模電壓)，電路的差模電壓增益可以達(dá)到一個(gè)較大的數(shù)值，且調(diào)節(jié)外接電阻R6可以方便地改變差模電壓增益的大小?？梢?jiàn)，電路放大差模信號(hào)能夠抑制共模信號(hào)，差模放大倍數(shù)越大，共模抑制比越大。儀用對(duì)稱(chēng)放大電路的結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)外圍元件的公差要求嚴(yán)格，電阻、測(cè)量線的長(zhǎng)度等參數(shù)需要完全對(duì)稱(chēng)也很難做到；因此，可采用帶共模電壓負(fù)反饋的儀用放大電路，以彌補(bǔ)上述儀用放大電路的不足。為進(jìn)一步提高電路的共模抑制比，可以在上述電路中加入共模電壓的負(fù)反饋電路，以抵消共模噪聲或其中的一部分。
[0009]該電壓測(cè)量放大電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，可以減少等效輸入的共模干擾電壓，提高共模抑制比，有效抑制電路溫度漂移、零點(diǎn)漂移和共模噪聲。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。
[0011]圖1是微小電壓測(cè)量放大電路原理圖。
[0012]圖1中，AfA4是高輸入阻抗運(yùn)算放大器0PA2335，R1?R11為高精度電阻，Cl為濾波電容。

【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1為微小電壓測(cè)量放大電路，該電路由濾波電路、負(fù)反饋電路和對(duì)稱(chēng)放大電路組成，所述的濾波電路由電阻Rl和R2、電容Cl組成，所述的電阻Rl連接在信號(hào)輸入端Inl與電容Cl的之間，所述的電阻R2連接在信號(hào)輸入端In2與電容Cl的之間；所述的負(fù)反饋電路由運(yùn)算放大器Al以及電阻R3和R4組成，所述的運(yùn)算放大器Al的輸出端與電阻R2連接，運(yùn)算放大器Al的負(fù)輸入端與輸出端相連，所述的電阻R3接在Al的正輸入端與運(yùn)算放大器A2的正輸入端之間，所述的電阻R4接在電阻R3與運(yùn)算放大器A3的負(fù)輸入端之間；所述的對(duì)稱(chēng)放大電路與信號(hào)輸出端Out相連；所述的對(duì)稱(chēng)放大電路由運(yùn)算放大器A2、A3、A4、電阻R5?R10組成，所述的運(yùn)算放大器A4與信號(hào)輸出端Out相連，所述的電阻R5連接運(yùn)算放大器A2的輸出端與正輸入端之間，所述的電阻R6連接在A2的正輸入端與A3的負(fù)輸入端之間，所述的電阻R7接在運(yùn)算放大器A3的輸出端與負(fù)輸入端之間，所述的電阻R8接在A2的輸出端與電阻RlO之間，所述的電阻R9接在電阻R7與運(yùn)算放大器A4的正輸入端之間，所述電阻RlO接在運(yùn)算放大器A4的負(fù)輸入端與輸出端之間，所述電阻Rll接在電阻R9與地之間。
[0014]在測(cè)量放大器的輸入端增加一個(gè)由運(yùn)放A4組成的跟隨器電路，被測(cè)信號(hào)在傳輸時(shí)，將跟隨器的輸出端與信號(hào)傳輸電纜的屏蔽層相接，使電纜的屏蔽層電位跟隨放大器輸入端的共模電位變化，即電纜屏蔽層與放大器輸入端共模電位相同，于是共模信號(hào)在漏電阻和分布電容上的分壓作用消失，測(cè)量放大器輸入端就不存在由共模信號(hào)經(jīng)分壓產(chǎn)生的具有差模特征的電壓，從而達(dá)到減少等效輸入的共模干擾電壓，提高了整個(gè)測(cè)量電路的共模抑制能力。
【權(quán)利要求】
1.一種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路，其特征在于，由濾波電路、負(fù)反饋電路和對(duì)稱(chēng)放大電路組成；所述的濾波電路由電阻Rl和R2、電容Cl組成，所述的電阻Rl連接在信號(hào)輸入端Inl與電容Cl的之間，所述的電阻R2連接在信號(hào)輸入端In2與電容Cl的之間；所述的負(fù)反饋電路由運(yùn)算放大器Al以及電阻R3和R4組成，所述的運(yùn)算放大器Al的輸出端與電阻R2連接，運(yùn)算放大器Al的負(fù)輸入端與輸出端相連，所述的電阻R3接在Al的正輸入端與運(yùn)算放大器A2的正輸入端之間，所述的電阻R4接在電阻R3與運(yùn)算放大器A3的負(fù)輸入端之間；所述的對(duì)稱(chēng)放大電路與信號(hào)輸出端Out相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智慧型微小電壓測(cè)量放大電路，其特征在于，所述的對(duì)稱(chēng)放大電路由運(yùn)算放大器A2、A3、A4、電阻R5?R11組成，所述的運(yùn)算放大器A4與信號(hào)輸出端Out相連，所述的電阻R5連接運(yùn)算放大器A2的輸出端與正輸入端之間，所述的電阻R6連接在A2的正輸入端與A3的負(fù)輸入端之間，所述的電阻R7接在運(yùn)算放大器A3的輸出端與負(fù)輸入端之間，所述的電阻R8接在A2的輸出端與電阻RlO之間，所述的電阻R9接在電阻R7與運(yùn)算放大器A4的正輸入端之間，所述電阻RlO接在運(yùn)算放大器A4的負(fù)輸入端與輸出端之間，所述電阻Rll接在電阻R9與地之間。
【文檔編號(hào)】H03F1/26GK203933538SQ201420242920
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】徐云鵬 申請(qǐng)人:徐云鵬