一種線(xiàn)性電壓采樣電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及采樣電路，特別涉及一種線(xiàn)性電壓采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于數(shù)字信號(hào)的隔離，使用一般的光耦器件隔離就能達(dá)到很好的效果。然而一般的光耦具有較大的非線(xiàn)性電流傳輸特性且受溫度變化的影響較大，對(duì)于模擬信號(hào)的傳輸其精度和線(xiàn)性度難以滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種線(xiàn)性電壓采樣電路。
[0004]為了能更精確地傳送模擬信號(hào)，用線(xiàn)性光耦隔離是最好的選擇。線(xiàn)性光耦輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化而成比例變化，它為模擬信號(hào)傳輸中隔離電路的簡(jiǎn)單化、高精度化帶來(lái)了方便。
[0005]在工業(yè)測(cè)量和控制系統(tǒng)中，為防止外界的各種干擾，必須將測(cè)量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行電氣隔離。常用的隔離措施有變壓器隔離、電容耦合隔離和光耦隔離。與變壓器隔離、電容耦合隔離相比，光耦體積小，價(jià)格便宜，隔離電路簡(jiǎn)單且可以完全消除前后級(jí)的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力。
[0006]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種線(xiàn)性電壓采樣電路，其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管HH、TO2，一電阻R1、一放大運(yùn)算器Al與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻Rl與該光敏二極管PDl連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。
[0008]所述電阻Rl與該運(yùn)算放大器Al的第二連接端2連接，該運(yùn)算放大器Al的第一連接端I與一電阻R3連接，該電阻R3與該發(fā)光二極管LED連接，該運(yùn)算放大器Al的第三接觸端3接地，該運(yùn)算放大器的第八接觸端8接入正壓+VCCL，該運(yùn)算放大器Al的第四接觸端4接地。
[0009]該運(yùn)算放大器Al的第一接觸端1、第二接觸端2之間并聯(lián)一電容Cl。
[0010]所述光敏二極管TO2的兩端分別與放大運(yùn)算器A2的第二接觸端2、第三接觸端3連接，該運(yùn)算放大器A2的第四接觸端4接地，該第二運(yùn)算放大器A2的第八接觸端8接入正壓+VCC2，該電阻R2連接于該運(yùn)算放大器A2的第三接觸端3、第一接觸端I之間。
[0011]該電阻R2的兩端并聯(lián)有一電容C2。
[0012]該運(yùn)算放大器A2的第一接觸端與一 MCU的接觸端MCU-AD相接觸。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，價(jià)格便宜，簡(jiǎn)單且可以完全消除前后級(jí)的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力，輸出電壓具有穩(wěn)定性和線(xiàn)性，其增益可通過(guò)調(diào)整R2與Rl的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0014]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例:見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型一種線(xiàn)性電壓采樣電路，其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管F1DU PD2, 一電阻R1、一放大運(yùn)算器Al與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻Rl與該光敏二極管PDl連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。
[0017]所述電阻Rl與該運(yùn)算放大器Al的第二連接端2連接，該運(yùn)算放大器Al的第一連接端I與一電阻R3連接，該電阻R3與該發(fā)光二極管LED連接，該運(yùn)算放大器Al的第三接觸端3接地，該運(yùn)算放大器的第八接觸端8接入正壓+VCCL，該運(yùn)算放大器Al的第四接觸端4接地。
[0018]該運(yùn)算放大器Al的第一接觸端1、第二接觸端2之間并聯(lián)一電容Cl。
[0019]所述光敏二極管TO2的兩端分別與放大運(yùn)算器A2的第二接觸端2、第三接觸端3連接，該運(yùn)算放大器A2的第四接觸端4接地，該第二運(yùn)算放大器A2的第八接觸端8接入正壓+VCC2，該電阻R2連接于該運(yùn)算放大器A2的第三接觸端3、第一接觸端I之間。
[0020]該電阻R2的兩端并聯(lián)有一電容C2。
[0021 ] 該運(yùn)算放大器A2的第一接觸端與一 MCU的接觸端MCU-AD相接觸。
[0022]電路中PDl形成了負(fù)反饋，當(dāng)有電壓Vln輸入時(shí)，運(yùn)算放大器Al的輸出使發(fā)光二極管LED上有電流If流過(guò)，且輸入電壓的變化體現(xiàn)在電流I f上，并驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED發(fā)光把電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。發(fā)光二極管LED發(fā)出的光被PDl探測(cè)到并產(chǎn)生光電流IPD1。同時(shí)，輸入電壓Vln也會(huì)產(chǎn)生電流流過(guò)Rl。假定Al是理想運(yùn)放，則沒(méi)有電流流入Al的輸入端，流過(guò)Rl的電流將會(huì)流過(guò)PDl到地，因此，IPD1=VIn/Rl?注意，Ipdi只取決于輸入電壓Vln和Rl的值，與發(fā)光二極管LED的光輸出特性無(wú)關(guān)。又因LED發(fā)出的光同時(shí)照射在兩個(gè)光敏二極管上，且PDl和PD2完全相同的，理想情況下Ipd2S該等于IPD1。定義一個(gè)系數(shù)k，有IPD1=kIPD2，k約為1±5%(當(dāng)芯片制作完成后隨之確定)。運(yùn)算放大器A2和電阻R2把IPD2轉(zhuǎn)變成輸出電壓Vwt，有Vwt=IPD2R2，組合上述3個(gè)方程得到輸出電壓和輸入電壓關(guān)系:ν_/ν?η=1?Κ2/Rl，因此，輸出電壓Vrat具有穩(wěn)定性和線(xiàn)性，其增益可通過(guò)調(diào)整R2與Rl的值來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常取Rl和R2的值相同。
[0023]隔離電路中電阻Rl起限流作用。R3用于控制發(fā)光二極管LED的發(fā)光強(qiáng)度，從而對(duì)控制通道增益起一定作用。電容Cl、C2為反饋電容，用于提高電路的穩(wěn)定性。運(yùn)算放大器Al的作用是把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，運(yùn)算放大器Α2的作用是把光耦輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并增強(qiáng)負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。
[0024]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，價(jià)格便宜，簡(jiǎn)單且可以完全消除前后級(jí)的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力，輸出電壓具有穩(wěn)定性和線(xiàn)性，其增益可通過(guò)調(diào)整R2與Rl的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0025]如本實(shí)用新型實(shí)施例所述，與本實(shí)用新型相同或相似結(jié)構(gòu)的其他線(xiàn)性電壓采樣電路，均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種線(xiàn)性電壓采樣電路，其特征在于:其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管ro1、H)2，一電阻R1、一放大運(yùn)算器Al與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻Rl與該光敏二極管PDl連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述線(xiàn)性電壓采樣電路，其特征在于，所述電阻Rl與該運(yùn)算放大器Al的第二連接端2連接，該運(yùn)算放大器Al的第一連接端I與一電阻R3連接，該電阻R3與該發(fā)光二極管LED連接，該運(yùn)算放大器Al的第三接觸端3接地，該運(yùn)算放大器的第八接觸端8接入正壓+VCCL，該運(yùn)算放大器Al的第四接觸端4接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述線(xiàn)性電壓采樣電路，其特征在于，該運(yùn)算放大器Al的第一接觸端1、第二接觸端2之間并聯(lián)一電容Cl。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述線(xiàn)性電壓采樣電路，其特征在于，所述光敏二極管PD2的兩端分別與放大運(yùn)算器A2的第二接觸端2、第三接觸端3連接，該運(yùn)算放大器A2的第四接觸端4接地，該第二運(yùn)算放大器A2的第八接觸端8接入正壓+VCC2，該電阻R2連接于該運(yùn)算放大器A2的第三接觸端3、第一接觸端I之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述線(xiàn)性電壓采樣電路，其特征在于，該電阻R2的兩端并聯(lián)有一電容C2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述線(xiàn)性電壓采樣電路，其特征在于，該運(yùn)算放大器A2的第一接觸端與一 MCU的接觸端MCU-AD相接觸。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種線(xiàn)性電壓采樣電路，其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管PD1、PD2，一電阻R1、一放大運(yùn)算器A1與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻R1與該光敏二極管PD1連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，價(jià)格便宜，簡(jiǎn)單且可以完全消除前后級(jí)的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力，輸出電壓具有穩(wěn)定性和線(xiàn)性，其增益可通過(guò)調(diào)整R2與R1的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類(lèi)】G01R15-22
【公開(kāi)號(hào)】CN204314362
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420781549
【發(fā)明人】周杰
【申請(qǐng)人】東莞市精誠(chéng)電能設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日