[發明專利]一種電流絕對值電路及其驅動方法

無效

• 申請號: 201210544055.X
• 申請日: 2012-12-16
• 公開（公告）號: CN103066983A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 王劍;黃鑫;田聯房
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及數據信息處理電路技術領域，具體涉及一種電流絕對值電路及其驅動方法。

背景技術

絕對值電路是一種取信號絕對值的電路，即其輸出信號是輸入信號的絕對值或與該絕對值成比例。常見的和改進的絕對值電路有以下兩種方案。

如圖1所示，它是常見的絕對值電路。當端口13輸入正極性信號時，運算放大器15輸出負電壓，導致二極管17導通，二極管18截止，則運算放大器16的輸出電壓由電阻21、電阻23、電阻24、電阻25共同決定的；當端口1輸入負極性信號時，運算放大器15輸出正電壓，導致二極管17截止，二極管18導通，則運算放大器16的輸出電壓由電阻21、電阻22、電阻23、電阻24和電阻25共同決定。這種方案的缺點在于，不適合實現電流的絕對值。

如圖2所示，是申請號CN200420091345.4的中國專利中公開的一種寬頻帶低誤差絕對值電路。當端口14輸入正極性信號時，運算放大器由于采用單電源Vcc(正電源)供電，所以運算放大器26截止，運算放大器27工作，端口30的輸出由運算放大器27的輸出電壓經過電阻28和電阻29的分壓決定的；同理，當端口1輸入負極性信號時，運算放大器26工作，運算放大器27截止，端口30的輸出由運算放大器26的輸出電壓經過電阻28和電阻29的分壓決定的。這種方案的缺點在于，輸出電壓要考慮負載對電阻28和電阻29的分壓的影響，而且不適合實現電流的絕對值。

發明內容

本發明的目的之一在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種便于實現電流信號絕對值功能的電路，其輸出電壓與輸入電流信號的絕對值成正比。

本發明的目的之二在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種便于實現電流信號絕對值功能的電路驅動方法。

為實現本發明的目的之一所采用的技術方案為：一種電流絕對值電路，包括輸入端口、整流橋、第一電阻、差分放大電路和輸出端口；所述整流橋包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管；其中第一二極管的陽極與輸入端口連接，第二二極管的陽極與參考地連接，第三二極管的陰極與輸入端口連接，第四二極管的陰極與參考地連接，第一二極管的陰極與第二二極管的陰極連接，第三二極管的陽極與第四二極管的陽極連接，第一電阻連接在第二二極管的陰極和第四二極管的陽極之間；所述差分放大電路包括第一運算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻和第五電阻，且第二電阻與第四電阻阻值相等，第三電阻與第五電阻阻值相等；其中第二電阻連接在第二二極管的陰極與第一運算放大器的同相輸入端之間，第三電阻連接在第一運算放大器的同相輸入端與參考地之間，第四電阻連接在第四二極管的陽極與第一運算放大器的反相輸入端之間，第五電阻連接在第一運算放大器的反相輸入端與輸出端口之間，第一運算放大器的輸出與輸出端口相連。

為實現本發明的目的之二所采用的技術方案為：一種電流絕對值電路的驅動方法，包括如下步驟：

步驟一、輸入電流經整流橋整流為直流電流；

步驟二、使整流后的直流電流流經第一電阻，則在第一電阻上產生的直流電壓與輸入電流的絕對值成正比；

步驟三、將第一電阻上的電壓經差分放大電路雙端變單端后輸出，從而在輸出端口與參考地之間獲得一個與輸入電流絕對值成正比的電壓，此處所謂雙端變單端就是將與參考地不相連的第一電阻的兩個端電壓之差轉換為輸出端口相對于參考地的電壓，便于將此對應于輸入電流絕對值的電壓信號輸出給其他共參考地的電路使用。

設輸入電流為i，差分放大電路的輸出即第一運算放大器的輸出電壓為Vo，第一電阻阻值為R1，第二、四電阻阻值相等且等于R2，第三、五電阻阻值相等且等于R3，則Vo≈∣i∣×R1×(R3/R2)，此公式的準確性取決于整流橋的輸出電流是否全部流經第一電阻，因此R2及R3應盡可能大，從而減小第二、三、四、五電阻對流經第一電阻電流的分流作用。

優選的，所述第一電阻阻值取1Ω，取第二、三、四、五電阻阻值相等且等于100KΩ，則Vo≈∣i∣。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

（1）本發明是針對輸入為電流信號而提出的，用于實現輸出電壓正比于輸入電流的絕對值，現有技術是針對輸入為電壓信號的，只適合于實現輸出電壓正比于輸入電壓的絕對值。

（2）本發明采用整流橋而不是通過運算放大器來獲取輸入電流絕對值，其優點是避免了運算放大器輸出滯后于輸入的問題，因此適用頻率更高。