[發明專利]一種差動傳感器信號放大調理電路

有效

• 申請號: 201410092895.6
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103888092B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 申紅明;許鵬;蔡燕;龔朝杰;楊永杰;方紅健;楊北平;陳培;陳秀秀
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 高之波;鄔玥

技術領域

本發明涉及電子線路領域，特別涉及差動傳感器信號放大調理電路。

背景技術

差動傳感器屬于一種典型的傳感器結構，由兩個參數相同的傳感部件做成對稱橋路來實現的。工作時，兩個差動放大器輸出端傳出信號后，產生了相反的變化量信號部分，并抵消了基準信號部分。與簡單傳感器相比，差動傳感器具有高靈敏度、高抗干擾能力的特點。目前差動傳感器種類很多，有電阻差動傳感器，電感差動傳感器，電壓差動傳感器等，這些傳感器的信號無法放大調理電路，不具備使用外接電阻設定信號，從而導致信號穩定性差。

發明內容

本發明的目的是提供一種差動傳感器信號放大調理電路，具備對差動傳感器進行保護，使用外接電阻方便設定信號增益及穩定度較高的功能。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種差動傳感器信號放大調理電路，包括差動放大器和同相比例放大器；差動傳感器檢測的差分信號接差動放大器的兩個輸入端，差動放大器的輸出信號接同相比例放大器的同相輸入端，同相比例放大器的反相輸入端作為增益調整端，同相比例放大器的輸出端作為整個信號放大調理電路的輸出端；連接于差動放大器的增益設置端的電阻與連接于同相比例放大器的增益調整端的電阻是一對可調的關聯電阻。

本發明的有益技術效果為：該電路用于將差分傳感器送來的差分小信號放大，并將差分信號轉化為參考端的單端輸出，電路結構簡單。電路中加入一對可調的關聯電阻，可使電路增益既便于調整又能控制在一定的范圍內，并保證了電路的穩定性。

作為電路的進一步完善，一對可調的關聯電阻為雙聯電位器。

作為電路的進一步完善，在差動放大器的兩個輸入端都串入磁珠。

作為電路的進一步完善，差動放大器的兩個輸入端接入的RC濾波電路參數是相同的；一端連接差動放大器的輸出端，另一端連接所述同相比例放大器的同相輸入端的電阻，與一端接地，另一端連接同相比例放大器的反相輸入端的電阻的阻值相同。這些措施可以進一步抑制高頻噪聲和尖峰干擾，并具有吸收靜電脈沖和保護傳感器的能力。

附圖說明

圖1為根據本發明一實施方式的差動傳感器信號放大調理電路的原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步的說明。

如圖1所示，根據本發明一實施方式的差動傳感器信號放大調理電路由差動放大電路部分和同相比例放大電路部分組成，VIN+和VIN-是差動傳感器的接入端，即整個信號放大調理電路的輸入端；VOUT是整個信號放大調理電路的輸出端。

在差動放大電路部分：磁珠M1和M2一端與差動傳感器的接入端相連，另一端與差動放大器U1的輸入端相連，用于抑制信號線的高頻噪聲和尖峰干擾，還具有吸收靜電脈沖和保護傳感器的能力；電阻R1和R2的電阻值相等，電容C1和C2的電容值相等，保證電路的對稱性；同時電阻R1和電容C1，以及R2和C2分別組成濾波電路，來保證差動放大器U1能正常工作，避免受外界干擾而影響調理放大器的工作；可調電阻R3的兩端與差動放大器U1的增益設置端相連，通過改變R3的阻值可設定放大器U1的增益；差動放大器的參考電壓端直接接地。

在同相比例放大電路部分：差動放大器U1的輸出通過電阻R4與同相比例放大器U2的同相輸入端V+相連，電阻R4和R5的電阻值相等，保證放大器U2的輸入阻抗匹配；電容C3一端與電阻R4相連，一端接地，主要起濾波作用；同相比例放大器U2的反相輸入端V-作為增益調整端，通過可調電阻R6與輸出端相連，可通過改變R6的阻值來調整放大器U2的增益；電阻R7與電容C4構成濾波電路，一方面保證最終輸出信號的精度要求，另一方面起到調節輸出阻抗的作用。

R3和R6為關聯電阻，R3變大時R6變小，但它們的總值為固定，固定值的大小根據傳感器的類型來定,其關聯功能可以使用雙聯電位器實現。具體工作是這樣的：當R3值變大時，差動放大器的增益變大，同時R6值減小，放大器的增益就下降，從而保證在本差動傳感器信號調理電路的增益可變的同時又保證該電路的信號放大倍數能控制在一定的范圍內，實現了電路的穩定與可靠。

以上所述僅為本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅限于上述實施方式，凡是屬于本發明原理的技術方案均屬于本發明的保護范圍。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本發明原理的前提下進行的若干改進和變化，也應視為本發明的保護范圍。