[發(fā)明專利]輸入電壓型模擬電阻器及電阻控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710355873.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN107145182B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳阿琴;王斌;延峰;焦海妮;侯旭偉;崔玉妹;王逸舟;王子月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京東方計(jì)量測(cè)試研究所
• 主分類號(hào): G05F1/567
• 分類號(hào): G05F1/567
• 代理公司: 北京市振邦律師事務(wù)所 11389
• 代理人: 李朝輝

1.輸入電壓型模擬電阻器，其特征在于：包括依次輸入的電壓源、電壓幅值和阻抗變換電路、AD轉(zhuǎn)換器、處理器、DA轉(zhuǎn)換器和輸出驅(qū)動(dòng)部分，其中處理器接收AD轉(zhuǎn)換器輸入的電壓值，再根據(jù)目標(biāo)電阻阻值控制DA轉(zhuǎn)換器的輸出，使其輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)控制生成所需要的電壓，

其中，對(duì)于模擬電阻的計(jì)算采用如下方式進(jìn)行：

其中R_x為所需模擬的電阻器阻值，U_i表示輸入電壓值，R_ref表示電路中取樣電阻值，U₀表示取樣電阻末端電壓值，I₀表示取樣電阻中流過電流值，

所述電壓幅值和阻抗變換電路包括第一運(yùn)算放大器，其正向輸入端連接所述電壓源，同時(shí)還連接有高精度固定值電阻R_f，輸出端與地之間串聯(lián)采樣電阻R₁與R₂，反向輸入端連接至采樣電阻R₁與R₂之間的連接點(diǎn)，

所述輸出驅(qū)動(dòng)部分包括第二運(yùn)算放大器，其正向輸入端連接有一第二高精度固定電阻R_f’，輸出端與輸出驅(qū)動(dòng)部分輸入電壓之間串聯(lián)采樣電阻R₃與R₄，反向輸入端連接至采樣電阻R₃與R₄之間的連接點(diǎn)，

對(duì)于模擬電阻值的修正，還要考慮所述第一運(yùn)算放大器的失調(diào)電流和失調(diào)電壓的情況下，第一運(yùn)算放大器的誤差，并將其誤差在處理器中補(bǔ)償，第一運(yùn)算放大器的失調(diào)電流和失調(diào)電壓引起的誤差計(jì)算公式為：

其中，ΔU_opp為第一運(yùn)算放大器的失調(diào)電流和失調(diào)電壓引起的誤差，U_IO為第一運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓，I_B1為第一運(yùn)算放大器正向輸入端的失調(diào)電流，I_B2為第一運(yùn)算放大器負(fù)向輸入端的失調(diào)電流，

R₁為第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與地之間的采樣電阻，R₂為第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端之間的采樣電阻，R_f為第一運(yùn)算放大器的正向輸入端所連接的高精度固定值電阻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入電壓型模擬電阻器，其特征在于：對(duì)于模擬電阻值的修正，還要考慮所述第一運(yùn)算放大器的溫度漂移的情況下，第一運(yùn)算放大器的誤差，并將其誤差在處理器中補(bǔ)償，第一運(yùn)算放大器的溫度漂移引起的誤差計(jì)算公式為：

其中，TC₁₁ΔT為第一運(yùn)算放大器的溫度漂移引起的誤差；R₁為第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與地之間的采樣電阻，R₂為第一運(yùn)算放大器的反向輸入端與輸出端之間的采樣電阻，R_f為第一運(yùn)算放大器的正向輸入端所連接的高精度固定值電阻，TCV為第一運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓溫度漂移，TCI_B1為第一運(yùn)算放大器正向輸入端的失調(diào)電流溫度漂移，TCI_B2為第一運(yùn)算放大器負(fù)向輸入端的失調(diào)電流溫度漂移，△T為溫度漂移量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入電壓型模擬電阻器，其特征在于：還要考慮AD轉(zhuǎn)換器和DA轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換誤差，其公式分別為：

ΔU_ADC＝N_ADCU_LSBADC；

ΔU_DAC＝N_DACU_LSBDAC；

其中，ΔU_ADC為AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換誤差；ΔU_DAC為DA轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換誤差；

U_LSBADC、U_LSBDAC分別指AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)字量最低位為1，其余為0時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換電壓，即

其中n1，n2分別表示AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最大位數(shù)，U_ref為參考電壓；

N_ADC根據(jù)實(shí)測(cè)AD轉(zhuǎn)換器誤差確定,N_DAC根據(jù)實(shí)測(cè)DA轉(zhuǎn)換器誤差確定。