[發明專利]一種周期性脈寬/電壓信號多功能精密轉換電路

有效

• 申請號: 201310042810.9
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103117735A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 陳德傳;鄭忠杰;尚冬冬
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08;H03K5/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于工業測控領域，涉及一種電路，特別涉及一種周期性脈寬/電壓信號多功能精密轉換電路，適用于要求將脈寬調制（PWM）信號轉換為單極性或雙極性的精密模擬電壓信號的場合。

背景技術

脈寬調制（PWM）信號是各類微處理器、測控儀表或系統中常用的一種信號形式，但在模擬量測控儀表或系統中，則要求將其轉換成模擬量電壓或電流信號。目前常用的脈寬/電壓信號轉換方法主要是：直接將脈寬調制（PWM）信號經阻容濾波及跟隨器阻抗變換等信號調理后產生直流模擬信號，上述方法存在的問題是：微處理器或儀表中發出的脈寬調制（PWM）信號的幅值受到直流供電電源電壓的波動及負載波動的影響，尤其是當需將脈寬調制（PWM）信號轉換成雙極性模擬量電壓信號時還需增加信號遷移、放大等處理電路，這些都是導致轉換精度不夠高的原因所在。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提出一種周期性脈寬/電壓信號多功能精密轉換電路。該電路利用脈寬調制（PWM）信號控制高速模擬開關對精密基準電壓源信號進行開關調制，然后經高性能低通濾波處理，從而生產單極性或雙極性的精密模擬量電壓信號。

本發明包括脈沖濾波整形電路和信號調制處理電路。

脈沖濾波整形電路包括連接件CN1、施密特觸發器IC1、輸入電容C1、正電源電容C4、負電源電容C5、輸入電阻R1；連接件CN1的正電源端+V端與電路正電源端VCC、正電源電容C4的正極連接；連接件CN1的負電源端-V端與電路負電源端VSS、負電源電容C5的負極連接；連接件CN1的地端GND端、正電源電容C4的負極、負電源電容C5的正極均接地；連接件CN1的脈寬信號輸入端PWM端與輸入電阻R1的一端連接，輸入電阻R1的另一端與輸入電容C1的一端、施密特觸發器IC1的單元A輸入端A端連接，輸入電容C1的另一端接地；施密特觸發器IC1的單元A輸出端G＝/A端與施密特觸發器IC1的單元B輸入端B端連接，施密特觸發器IC1的單元B輸出端H＝/B端與模擬開關IC2的控制端IN端連接，施密特觸發器IC1的電源端+V端與電路正電源端VCC連接，施密特觸發器IC1的地端GND端接地；

信號調制處理電路包括模擬開關IC2、電壓基準芯片IC3、濾波運放IC4、反相運放IC5、輸出電阻R2、濾波電阻R3、負端電阻R4、反饋電阻R5、正端電阻R6、負端濾波電容C2、正端濾波電容C3、反饋電容C6、選擇開關K1；電壓基準芯片IC3的輸入端IN端與電路正電源端VCC連接，電壓基準芯片IC3的地端GND端接地，IC3的輸出端OUT端同時與模擬開關IC2的常開端NO端、負端電阻R4的一端連接；負端電阻R4的另一端與反相運放IC5的負輸入端-IN端、反饋電阻R5的一端、反饋電容C6的一端連接；反相運放IC5的正輸入端+IN端與正端電阻R6的一端連接，正端電阻R6的另一端接地；反相運放IC5的正電源端+V端與電路正電源端VCC連接，反相運放IC5的負電源端-V端與電路負電源端VSS連接；IC5的輸出端OUT端與反饋電阻R5的另一端、反饋電容C6的另一端、選擇開關K1的常閉端D端連接，選擇開關K1的常開端S端接地，選擇開關K1的公共端COM端與模擬開關IC2的常閉端NC端連接；模擬開關IC2的正電源端+V端與電路正電源端VCC連接，模擬開關IC2的負電源端-V端與電路負電源端VSS連接；模擬開關IC2的地端GND端接地，模擬開關IC2的輸出端COM端與輸出電阻R2的一端連接，輸出電阻R2的另一端與濾波電阻R3的一端、負端濾波電容C2的一端連接，濾波電阻R3的另一端與正端濾波電容C3的一端、濾波運放IC4的正輸入端+IN端連接，正端濾波電容C3的另一端接地；濾波運放IC4的負輸入端-IN端與濾波運放IC4的輸出端OUT端、負端濾波電容C2的另一端、連接件CN1的輸出端OUT端連接；濾波運放IC4的正電源端+V端與電路正電源端VCC連接，濾波運放IC4的負電源端-V端與電路負電源端VSS連接。

本發明的有益效果如下：

本發明利用周期性脈寬信號控制模擬開關對電壓基準信號進行調制，將周期性脈寬信號轉換為單極性（K1→S）或雙極性（K1→D）的精密模擬電壓信號，該方法電路簡單、精度高、成本低、通用性強。

附圖說明

圖1為本發明的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1所示，一種周期性脈寬/電壓信號多功能精密轉換電路，包括脈沖濾波整形電路和信號調制處理電路。