一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，包括多路模擬轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接多路模擬轉(zhuǎn)換器的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端；第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運(yùn)算放大器的正輸入端，第二運(yùn)算放大器的輸出端接開關(guān)，所述開關(guān)由控制器控制閉合，所述多路模擬轉(zhuǎn)換器的控制端也與所述控制器連接；第一運(yùn)算放大器的輸出電壓從電路反饋環(huán)有效電阻的后端引出，消除了開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響。
【專利說明】
一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路増益影響的電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字萬用表交流測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字萬用表交流測(cè)試電路中，電子開關(guān)替代繼電器后，由于開關(guān)導(dǎo)通電阻的影響，使電路增益的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性無法保證，引起一定的測(cè)量誤差。導(dǎo)致數(shù)字萬用表對(duì)交流信號(hào)的測(cè)試精度和分辨率都比較低，電子開關(guān)導(dǎo)通電阻其影響會(huì)隨著導(dǎo)通電阻溫漂的變化而變化，無法通過軟件去除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，克服了電子開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的影響，降低了交流信號(hào)測(cè)試誤差，提高了數(shù)字萬用表的測(cè)試精度和分辨率。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，包括多路模擬轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接多路模擬轉(zhuǎn)換器的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端;第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運(yùn)算放大器的正輸入端，第二運(yùn)算放大器的輸出端接開關(guān)，所述開關(guān)由控制器控制閉合，所述多路模擬轉(zhuǎn)換器的控制端也與所述控制器連接;第一運(yùn)算放大器的輸出電壓從電路反饋環(huán)有效電阻的后端引出，消除了開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響。
[0006]所述有效電阻包括并聯(lián)的兩條支路，一條支路上串聯(lián)電阻和電容，另一條支路上串聯(lián)有電阻。
[0007]所述多路模擬轉(zhuǎn)換器包括兩個(gè)通道，所述第一通道包括一個(gè)輸入端和四個(gè)輸出端，所述第二通道包括四個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。
[0008]所述第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和地之間反并聯(lián)兩個(gè)二極管。
[0009]所述第二運(yùn)算放大器為電壓跟隨器。
[0010]所述多路模擬轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器焊接在多層印制板上，多路模擬轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器地與印制板上定義的地平面連接，印制板的頂層和底層是完全的地平面。
[0011]所述印制板的一側(cè)是第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，另一側(cè)是多路模擬轉(zhuǎn)換器及附加電路。
[0012]印制板共有4個(gè)導(dǎo)電層，頂層和底層定義為地平面，中間兩層定義為走線層。
[0013]多路模擬轉(zhuǎn)換器的地與印制板其中的一個(gè)地平面焊接在一起，第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器的地與印制板的另一個(gè)地平面焊接在一起。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]將多路模擬轉(zhuǎn)換器接入了反饋環(huán)中，輸出電壓從電路反饋環(huán)有效電阻的后端引出，克服了電子開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的影響。降低了交流信號(hào)測(cè)試誤差，提高了數(shù)字萬用表的測(cè)試精度和分辨率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的模塊示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的具體電路圖。
[0018]1.多路模擬轉(zhuǎn)換器，2.印制板，3.第一運(yùn)算放大器，4.第二運(yùn)算放大器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]在數(shù)字萬用表交流測(cè)試電路中，用電子開關(guān)替代繼電器，必須要考慮開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益的影響(尤其是溫度漂移)。而實(shí)際設(shè)計(jì)的電路中電子開關(guān)導(dǎo)通后是具有一定的電阻，因此受開關(guān)導(dǎo)通電阻的影響，原電路無法消除電子開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益的影響，無法抑制數(shù)字萬用表交流測(cè)試電路電子開關(guān)導(dǎo)通電阻的溫漂影響，無法保證導(dǎo)通電路增益的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，導(dǎo)致交流信號(hào)測(cè)試誤差相對(duì)較大，而且這種誤差無法通過軟件消除。
[0021]本發(fā)明對(duì)輸出信號(hào)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，輸出電壓從電路反饋環(huán)有效電阻的后端引出，克服了電子開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的影響。降低了交流信號(hào)測(cè)試誤差，提高了數(shù)字萬用表的測(cè)試精度和分辨率。
[0022]如圖1所示，一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，包括第一運(yùn)算放大器3(圖2中的UA1B)、第二運(yùn)算放大器4(圖2中的UA1A)、多層印制板2和多路模擬轉(zhuǎn)換器1(電子開關(guān))，第一運(yùn)算放大器3、第二運(yùn)算放大器4和多路模擬轉(zhuǎn)換器I焊接在多層印制板2上，第一運(yùn)算放大器3、第二運(yùn)算放大器4與多路模擬轉(zhuǎn)換器管腳I接在一起，第一運(yùn)算放大器3、第二運(yùn)算放大器4集成電路與多路模擬轉(zhuǎn)換器I集成電路的地與印制板上定義的地平面良好連接，印制板的頂層和底層是完全的地平面。
[0023]印制板2的一側(cè)是第一運(yùn)算放大器3、第二運(yùn)算放大器4，另一側(cè)是多路模擬轉(zhuǎn)換器及電阻電容等器件。
[0024]放大器集成電路(第一運(yùn)算放大器3和第二運(yùn)算放大器4)與多路模擬轉(zhuǎn)換器集成電路的地與印制板的地平面良好接觸，信號(hào)在印制板上的傳輸距離等長(zhǎng)。
[0025]如圖2所示，所述第一運(yùn)算放大器UAlB的輸出端連接多路模擬轉(zhuǎn)換器UK2的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端;第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運(yùn)算放大器UAlA的正輸入端，第二運(yùn)算放大器的輸出端接開關(guān)，所述開關(guān)由控制器控制閉合，所述多路模擬轉(zhuǎn)換器的控制端也與所述控制器連接。本實(shí)施例中給出了第二運(yùn)算放大器的輸出端接單芯片CMOS器件ADG1436 N18的一個(gè)動(dòng)觸頭引腳S1A，單芯片CMOS器件N18與ARM控制器(附圖中沒有給出)連接，由ARM控制器控制，N18的另一動(dòng)觸頭引腳S2A同時(shí)接LT5400-7芯片的R2和R3引腳，N18的另一動(dòng)觸頭引腳S2B接LT5400-7芯片的5K引腳8，同時(shí)LT5400-7芯片的5K引腳8連接運(yùn)算放大器N19A的輸出端，運(yùn)算放大器N19A的正輸入端連接N18的一個(gè)靜觸頭引腳Dl，另一個(gè)靜觸頭引腳D2連接運(yùn)算放大器N19A的負(fù)輸入端。N18的引腳INl和IN2連接ARM控制器，N18為雙2選I模擬多路開關(guān)，在ACSEL控制下選擇衰減電路后輸出的交流電壓信號(hào)ACV或I/V(電流電壓變換)變換電路輸出的信號(hào)A-DCKSlB連接I/V變換電路輸出的信號(hào))中的I個(gè)作為放大電路的輸入信號(hào)ACVI ;N18的另I組2選I模擬開關(guān)在N19A和N20的配合下實(shí)現(xiàn)I或10的信號(hào)放大，該放大倍數(shù)由ACRNG2控制。
[0026]第一運(yùn)算放大器的輸出電壓從電路反饋環(huán)有效電阻的后端引出，消除了開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響。
[0027]所述多路模擬轉(zhuǎn)換器UK2采用ADG409，包括兩個(gè)通道，所述第一通道包括一個(gè)輸入端和四個(gè)輸出端，四個(gè)輸出端分別連接并聯(lián)的兩條支路，一條支路上串聯(lián)電阻(R45、R47、尺49、1?51)和電容(026丄27丄28丄29)，電阻1?45、1?47、1?49、1?51和電容026、027、028、〇29——對(duì)應(yīng)的串聯(lián)，如圖2所示，另一條支路上串聯(lián)有電阻(1?46、1?48、1?50、1?52)，所述第二通道包括四個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。多路模擬轉(zhuǎn)換器UK2的使能端EN接電阻R53與R54之間，多路模擬轉(zhuǎn)換器UK2的的Al、A0接ARM控制芯片，是控制端，在該部分電路圖中體現(xiàn)不出來。
[0028]所述第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端串聯(lián)CCl和電阻R44后接繼電器K2第8腳，繼電器K2在KRL2驅(qū)動(dòng)下可分別將電壓信號(hào)和交流地接入交流衰減路徑，交流地用于各交流檔位零點(diǎn)校準(zhǔn)，運(yùn)放UAlB和雙4選I模擬多路開關(guān)(ADG409)實(shí)現(xiàn)交流衰減檔位的切換；R44分別和尺46、1?48、1?50、1?52實(shí)現(xiàn)交流電壓1:1、10:1、100:1、300:1的比例。同時(shí)第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和地之間反并聯(lián)兩個(gè)二極管。所述第二運(yùn)算放大器UAlA為電壓跟隨器。
[0029]輸出電壓沒有按照傳統(tǒng)的連接方式從UAlB的第7腳輸出，而是從UK2的A端輸出，相當(dāng)于從等效有效電阻的后端輸出，由于在開關(guān)UK2的A側(cè)(DA、SxA)上的導(dǎo)通電阻幾乎沒有電流(由UAlA的偏置電流和UK2的漏電流共同決定)，因此，整個(gè)電路的增益不會(huì)受到多路模擬轉(zhuǎn)換器導(dǎo)通電阻的影響，使得電路增益對(duì)溫度不敏感。
[0030]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，包括多路模擬轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端連接多路模擬轉(zhuǎn)換器的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運(yùn)算放大器的正輸入端;第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運(yùn)算放大器的正輸入端，第二運(yùn)算放大器的輸出端接開關(guān)，所述開關(guān)由控制器控制閉合，所述多路模擬轉(zhuǎn)換器的控制端也與所述控制器連接;第一運(yùn)算放大器的輸出電壓從電路反饋環(huán)有效電阻的后端引出，消除了開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響。2.如權(quán)利要求1所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，所述有效電阻包括并聯(lián)的兩條支路，一條支路上串聯(lián)電阻和電容，另一條支路上串聯(lián)有電阻。3.如權(quán)利要求1所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，所述多路模擬轉(zhuǎn)換器包括兩個(gè)通道，所述第一通道包括一個(gè)輸入端和四個(gè)輸出端，所述第二通道包括四個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。4.如權(quán)利要求1所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，所述第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端和地之間反并聯(lián)兩個(gè)二極管。5.如權(quán)利要求1所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，所述第二運(yùn)算放大器為電壓跟隨器。6.如權(quán)利要求1所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，所述多路模擬轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器焊接在多層印制板上，多路模擬轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器地與印制板上定義的地平面連接，印制板的頂層和底層是完全的地平面。7.如權(quán)利要求6所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，所述印制板的一側(cè)是第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，另一側(cè)是多路模擬轉(zhuǎn)換器及附加電路。8.如權(quán)利要求6所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，印制板共有4個(gè)導(dǎo)電層，頂層和底層定義為地平面，中間兩層定義為走線層。9.如權(quán)利要求8所述一種消除開關(guān)導(dǎo)通電阻對(duì)電路增益影響的電路，其特征是，多路模擬轉(zhuǎn)換器的地與印制板其中的一個(gè)地平面焊接在一起，第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器的地與印制板的另一個(gè)地平面焊接在一起。
【文檔編號(hào)】G01R15/12GK106053910SQ201610348905
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】姜付彬, 夏磊, 趙杰
【申請(qǐng)人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所