[發明專利]一種正負電壓測量電路

有效

• 申請號: 201410239483.0
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104034956B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 高明煜;臧傳強;黃繼業;吳占雄;楊宇翔
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于測量領域，具體涉及一種正負電壓測量電路。

背景技術

電量測量通常包括對電壓、電流、功率等測量，其中電壓測量是電子系統中不可或缺的一項技術。目前，在嵌入式領域中常常通過單片機的內置AD或外部AD測壓芯片對環境中的電壓信號進行測量，并隨著這些AD的處理電壓的位數增加，所測量的電壓的最小分辨率越高。然而，這些AD模塊通常只能測量輸入到AD模塊管腳上的正電壓，如果所測電壓為負電壓時，AD模塊不但不能轉換所測的負電壓，反而很有可能會損壞AD模塊。

發明內容

本發明的目的在于，針對傳統的嵌入式系統測量電壓時只能測量正電壓而不能同時測量負電壓，本發明提供一種正負電壓測量電路，可以很好的解決這一問題，并且具有測量精度高、成本低廉、結構簡單等特點。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：

一種正負電壓測量電路，包括一個MOS管開關選擇電路模塊、分壓電路模塊、電壓比較器模塊、電壓通道選擇模塊、電壓跟隨器模塊組成。

所述MOS管開關選擇電路模塊包括四個電阻、兩個N型場效應管。第一分壓電阻R1的一端與第二N型場效應管Q2的D端連接并與待測電壓輸入端VIN1連接；第一分壓電阻R1的另一端與第二分壓電阻R2的一端連接并與第一N型場效應管Q1的G端連接；第二分壓電阻R2的另一端與第一N型場效應管Q1的S端連接并與第四分壓電阻R4一端、第二N型場效應管Q2的S端連接并接地；第三電阻R3的一端與第一N型場效應管Q1的D端連接并與待測電壓輸入端VIN2連接；第三分壓電阻R3的另一端與第四分壓電阻R4的另一端連接并與第二N型場效應管Q2的G端連接；

所述分壓電路模塊包括四個電阻。第五分壓電阻R5的一端與待測電壓輸入端VIN1連接，第五分壓電阻R5的另一端與第六分壓電阻R6的一端連接；第六分壓電阻R6的另一端接地；第七分壓電阻R7的一端與與待測電壓輸入端VIN2連接，第七分壓電阻R7的另一端與第八分壓電阻R8的一端連接；第八分壓電阻R8的另一端接地。

所述電壓比較器模塊包括一個運放電路模塊。電壓比較器模塊U1的管腳2與第五分壓電阻R5的另一端與第六分壓電阻R6的一端連接，電壓比較器模塊U1的管腳3與第七分壓電阻R7的另一端與第八分壓電阻R8的一端連接，電壓比較器模塊U1的管腳4接地；電壓比較器模塊U1的管腳7接3.3V模擬電源；電壓比較器模塊U1的管腳1、管腳5、管腳8架空；

所述電壓通道選擇模塊包括數字控制模擬電子開關。所述電壓通道選擇模塊U2的管腳1、管腳2、管腳3、管腳4、管腳5、管腳6、管腳7、管腳8、管腳9相互連接并接地；電壓通道選擇模塊U2的管腳16接3.3V模擬電源；電壓通道選擇模塊U2的管腳14與電壓比較器模塊U1的管腳2連接，電壓通道選擇模塊U2的管腳10與電壓比較器模塊U1的管腳6連接，電壓通道選擇模塊U2的管腳12與電壓比較器模塊U1的管腳3連接；電壓通道選擇模塊U2的管腳11和管腳15架空；

所述電壓跟隨器模塊包括一個運放電路模塊。電壓跟隨器模塊U3的管腳2接電壓跟隨器模塊U3的管腳6并與電壓輸出端VOUT連接；電壓跟隨器模塊U3的管腳4接地；電壓跟隨器模塊U3的管腳7與3.3V模擬電源連接，電壓跟隨器模塊U3的管腳3與電壓通道選擇模塊U2的管腳13腳連接，電壓跟隨器模塊U3的管腳1、管腳5、管腳8架空。

有益效果：

????????一種正負電壓測量電路經過實際的電路驗證，有效的解決了在嵌入式系統領域測壓時出現的負壓不能測量的情況，并且測量電壓準確，誤差在1~2mV左右。采用一種正負電壓測量電路，可以用于在嵌入式系統中對正負電壓都要同時采集的領域，其系統結構簡單、成本低廉、應用范圍廣泛。

附圖說明

圖1是本發明的整體架構圖；

圖2?是各個模塊詳細電路圖。

具體實施方式

下面結合原理圖和具體操作實施對本發明作進一步說明，以幫助相關領域的科研工作者對本發明的思想有一個更加深刻的理解。

如圖1，圖2所示，一種正負電壓測量電路，包括一個MOS管開關選擇電路模塊1、分壓電路模塊2、電壓比較器模塊3、電壓通道選擇模塊4、電壓跟隨器模塊5組成。