[發明專利]一種高共模小信號的采集方法及采集電路

有效

• 申請號: 201611124413.6
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106645908B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 孟慶濤;陳志瑞;龔思揚;耿萬洋;申曉彥;趙玲玲;周慧芳;和龍;姚素娟
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;H03F3/45
• 代理公司: 天津濱?？凭曋R產權代理有限公司 12211
• 代理人: 馬倩倩

本發明提供了一種高共模小信號的采集方法及采集電路，包括步驟一通過懸浮電壓為地線的放大電路將mV級電壓小信號的電壓放大；步驟二通過差分放大電路將步驟一中的放大電壓信號轉換為以系統地為地平面的電壓信號，方便比較器進行比較。本發明創造所述的高共模小信號的采集電路，結構簡單，容易實現；對電阻的精度要求低，誤差小，數據采集值準確，為后續的設計工作提供便利，節約了設計成本；設置的運算放大器均為普通放大器，通用性強，適用范圍廣。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，尤其是涉及一種高共模小信號的采集方法及采集電路。

背景技術

在要求車用發動機電控系統實現國產化的前提下，根據目前國產化器件的現狀，電控系統的電路設計需要盡可能結構簡單、器件通用化、易實現。在設計中，主控CPU需要驅動一些功率負載，其中的關鍵負載如噴油電磁閥的控制電流需要實時控制，即需要實時監測負載線上的電流。而在驅動過程中，負載線上的電壓高達48V，電流為12A±1A或8A±0.5A，為達到精度高、實時性強的監測效果，設計在負載線上串聯一個功率采樣電阻，通過采集電阻上的電壓變化來實現實時電流采集。

為實現電路結構簡單，當前的電流采集電路首先在采樣電阻兩端用兩個對稱的對地電阻將高共模信號轉換為對地的電壓小信號，然后采用差分放大電路，將電壓小信號放大到適合比較器比較的電壓，最后比較器輸出的比較值送到主控CPU，以監控負載線上的電路是否到達12A或8A。該電路結構簡單，但誤差大，全采用0.01％的電阻時，差分放大后的電壓實測誤差高達10％以上，導致驅動電流偏差較大。

而采用專用的高共模1:1差分放大器后，還需要增加一個放大電路，將小信號放大。由于高共模1:1差分放大器屬于高精密器件，國產化后的成本是一個普通精密放大器的20倍以上。

這就需要一個誤差小、器件通用化、電路結構簡單易實現的高共模小信號采集電路。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種高共模小信號的采集方法，以提供一種過程簡單、易實現的高共模小信號采集方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高共模小信號的采集方法，包括

步驟一：通過懸浮電壓為地線的放大電路將mV級電壓小信號的電壓放大；

步驟二：通過差分放大電路將步驟一中的放大電壓信號轉換為以系統地為地平面的電壓信號，方便比較器進行比較。

相對于現有技術，本發明所述的高共模小信號的采集方法具有以下優勢：

(1)本發明所述的高共模小信號的采集方法，過程簡答，容易實現。

本發明創造的另一目的在于提出一種高共模小信號的采集電路，以提供一種誤差小、元器件通用性強、電路結構簡單的高共模小信號采集電路。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種高共模小信號的采集電路，包括運算放大器U1和運算放大器U2，所述運算放大器U1的正向輸入端經電阻R2連接至V1，負向輸入端經電阻R3連接至V2，所述V2與所述V1之間連接電阻R1，所述運算放大器U1的輸出端分別連接至電阻R4、電阻R5和電阻R8的一端，所述電阻R4的另一端連接至所述運算放大器U1的負向輸入端；所述電阻R5的另一端連接至所述V1；所述電阻R8的另一端連接至所述運算放大器U2的正向輸入端，所述運算放大器U2的正向輸入端分別經電阻R6接至VSS、經電阻R10接至GND，所述運算放大器U2的負向輸入端經電阻R7連接至所述V1；所述運算放大器U2的負向輸入端分別經電阻R9接至GND、經電阻R12接至V0，所述運算放大器U2的輸出端經電阻R11連接至VSS，所述運算放大器U2的輸出端連接至所述V0。