一種無源熱電阻傳感器信號模擬電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于傳感器信號模擬范疇，涉及到一種熱電阻傳感器信號模擬電路。所述無源熱電阻傳感器信號模擬電路包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片、第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器和撥檔開關(guān)以及若干電容電阻。其中，撥檔開關(guān)通過電壓跟隨電路與數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片參考端相連，且數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片的反饋端和輸出端依次串接由運算放大器構(gòu)成的濾波電路和比例放大電路。本發(fā)明輸出的電阻信號具備真實電阻的物理特性，帶負(fù)載能力強，不受后續(xù)電路干擾；此外，本發(fā)明能將數(shù)字量給定線性地轉(zhuǎn)化成熱電阻信號輸出，輸出連續(xù)、精度高且輸出范圍可通過撥檔開關(guān)調(diào)節(jié)。
【專利說明】一種無源熱電阻傳感器信號模擬電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器信號模擬范疇，涉及到一種熱電阻傳感器信號模擬電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前熱電阻傳感器信號模擬主要有兩種方法，第一種方法參見圖1，電路由有限個電阻(Rl、R2、…、Rn)串聯(lián)而成,在每一個電阻上并聯(lián)一個程控繼電器開關(guān)(ΚΙ、K2、…、Kn)。當(dāng)程控繼電器開關(guān)閉合時，與之相對應(yīng)的電阻處于短路狀態(tài)，這樣電路的輸出電阻就為與處于斷開狀態(tài)的程控繼電器相對應(yīng)的電阻值之和。這種方法帶來的缺點顯而易見，輸出的電阻值為離散的，精度太低，不能輸出連續(xù)的滿足分辨率要求的熱電阻信號，且開關(guān)切換時有擾動。
[0003]另一種方法是采用有源的方式，利用精密運算放大器緩沖輸入電壓，并通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換器調(diào)整施加于標(biāo)準(zhǔn)電阻上電壓與電流的比例，從而改變電阻值。通過內(nèi)置的精密電阻測量電路測算了運放的失調(diào)電壓，并用數(shù)/模轉(zhuǎn)換器自動補償失調(diào)電壓，可取得高精度的可編程合成電阻。這種方法雖然輸出的電阻值連續(xù)，但不具備真實電阻的物理特性，帶負(fù)載能力弱，只要負(fù)載端電路有電流輸入到精密電阻上，就會對該電路造成干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提出一種具備真實電阻物理特性的、輸出能連續(xù)變化的熱電阻傳感器信號模擬電路。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種無源熱電阻傳感器信號模擬電路，其包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片、第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器和撥檔開關(guān)以及若干電容電阻，其中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片接地，其參考電壓端連接到由運算放大器構(gòu)成的電壓跟隨電路的輸出端，其反饋端與由運算放大器構(gòu)成的濾波電路的輸出端相連，且數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的輸出與該濾波電路中的運算放大器負(fù)極相連；電壓跟隨電路里的運算放大器輸出端與負(fù)極相連，該運算放大器的正極接撥檔開關(guān)一端的各輸入管腳；該撥檔開關(guān)的另一端的各輸出管腳接電阻后接地；所述濾波電路中的運算放大器的負(fù)極與輸出端之間接有電容C13，其正極直接接地，且輸出端接用于比例放大的第二運算放大器正極；該第二運算放大器負(fù)極一路經(jīng)電阻R7后接地，另一路經(jīng)電阻R5后接作為輸出的負(fù)極，第二運算放大器輸出端接作為輸出的負(fù)極RL。
[0006]第一運算放大器的輸出端以及正極均經(jīng)電容后接地。
[0007]第二運算放大器的輸出端依次接電阻R8和電容C14后接地。
[0008]該第二運算放大器負(fù)極與輸出端之間連接有電容C12。
[0009]第三運算放大器的輸出端與第二放大器正極之間連接有電阻R9。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明輸出的電阻信號具備真實電阻的物理特性，帶負(fù)載能力強，不受后續(xù)電路干擾；此外，本發(fā)明能將數(shù)字量給定線性地轉(zhuǎn)化成熱電阻信號輸出，輸出連續(xù)、精度高且輸出范圍可通過撥檔開關(guān)調(diào)節(jié)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)熱電阻傳感器信號模擬電路的示意圖，
[0012]圖2是本發(fā)明無源熱電阻傳感器信號模擬電路的電路圖，
[0013]其中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片1、第一運算放大器2、撥檔開關(guān)3、第二運算放大器4、第三運算放大器5。
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步說明:
[0015]參見圖2，其是本發(fā)明無源熱電阻傳感器信號模擬電路的電路圖。所述無源熱電阻傳感器信號模擬電路包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片1、第一運算放大器2、第二運算放大器4、第三運算放大器5和撥檔開關(guān)3以及若干電容電阻。其中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片I接地，其參考電壓端連接到由運算放大器構(gòu)成的電壓跟隨電路的輸出端，其反饋電阻端(RFB)與由運算放大器構(gòu)成的濾波電路的輸出端相連，且數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的輸出與該濾波電路中的運算放大器負(fù)極相連。電壓跟隨電路里的運算放大器輸出端與負(fù)極相連，且經(jīng)電容接地，該運算放大器的正極一路經(jīng)電容接地，一路接撥檔開關(guān)3 —端的各輸入管腳。該撥檔開關(guān)3的另一端的各輸出管腳接電阻后接地。濾波電路中的運算放大器的負(fù)極與輸出端之間接有電容，其正極直接接地，且輸出端經(jīng)電阻R9后接用于比例放大的第二運算放大器正極。該第二運算放大器負(fù)極一路經(jīng)電阻R7后接地，另一路經(jīng)電阻R5后接作為輸出的負(fù)極，且該第二運算放大器負(fù)極與輸出端之間連接有電容C12。該第二運算放大器輸出端經(jīng)電阻R8后接作為輸出的負(fù)極，并經(jīng)電容C14接地。
[0016]在實際應(yīng)用中，圖2中的RH端作為輸出的正極，RL端作為輸出的負(fù)極。RH端通過運算放大器2組成的電壓跟隨器連接到數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片I的參考電壓輸入端，也就是說RH端的電壓Vkh與數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片I的參考電壓輸入端的電壓Vkef相等，即:
[0017]Veh — Veef (I)
[0018]數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片I的作用是將上位機的數(shù)字量給定輸出為模擬電壓，運算放大器5為一濾波電路，為該芯片的標(biāo)準(zhǔn)外圍電路。根據(jù)數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片I的輸出電壓Vtot計算公式可得:
【權(quán)利要求】
1.一種無源熱電阻傳感器信號模擬電路，其特征在于，包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片、第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器和撥檔開關(guān)以及若干電容電阻，其中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片接地，其參考電壓端連接到由運算放大器構(gòu)成的電壓跟隨電路的輸出端，其反饋端與由運算放大器構(gòu)成的濾波電路的輸出端相連，且數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的輸出與該濾波電路中的運算放大器負(fù)極相連；電壓跟隨電路里的運算放大器輸出端與負(fù)極相連，該運算放大器的正極接撥檔開關(guān)一端的各輸入管腳；該撥檔開關(guān)的另一端的各輸出管腳接電阻后接地；所述濾波電路中的運算放大器的負(fù)極與輸出端之間接有電容Cl3，其正極直接接地，且輸出端接用于比例放大的第二運算放大器正極；該第二運算放大器負(fù)極一路經(jīng)電阻R7后接地，另一路經(jīng)電阻R5后接作為輸出的負(fù)極，第二運算放大器輸出端接作為輸出的負(fù)極RL。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源熱電阻傳感器信號模擬電路，其特征在于，第一運算放大器的輸出端以及正極均經(jīng)電容后接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無源熱電阻傳感器信號模擬電路，其特征在于，第二運算放大器的輸出端依次接電阻R8和電容C14后接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無源熱電阻傳感器信號模擬電路，其特征在于，該第二運算放大器負(fù)極與輸出端之間連接有電容C12。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無源熱電阻傳感器信號模擬電路，其特征在于，第三運算放大器的輸出端與第二放大器正極之間連接有電阻R9。
【文檔編號】H03K3/02GK103873022SQ201310146641
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】黃學(xué)進, 唐海洋 申請人:中國航空工業(yè)集團公司航空動力控制系統(tǒng)研究所