[發明專利]一種交直流信號轉換電路及其應用的高精度電流電壓表

在審

• 申請號: 202011222936.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112067872A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 林善平;林佑明;魏小東;謝應欽
• 申請（專利權）人: 福建順昌虹潤精密儀器有限公司
• 主分類號: G01R15/12
• 分類號: G01R15/12
• 代理公司: 福州鼎新知識產權代理有限公司 35263
• 代理人: 陳玉琴;楊慧娟

本發明公開了一種交直流信號轉換電路及其應用的高精度電流電壓表，包括電阻R1、電阻R3、電阻R5、第一電路和第二電路，電阻R1、第一電路和電阻R3依次串聯后與電阻R5并聯形成第三電路，第三電路與第二電路串聯，第一電路包括電阻R2、運算放大器U1、二極管D1和二極管D2，第二電路包括電阻R4和運算放大器U2，第三電路中電阻R1和電阻R5相連接的一端為所述交直流信號轉換電路的輸入端UI，第二電路32中運算放大器U2的輸出端為所述交直流信號轉換電路的輸出端UO。本發明交直流信號轉換電路，不僅可將交流信號整流為直流信號輸出，以便其所應用的電流電壓表可實現交、直流信號的檢測，且其采集信號利用率高，可得到較高的電壓轉換精度。

技術領域

本發明涉及電流電壓測量儀表領域，尤其涉及一種交直流信號轉換電路及其應用的高精度電流電壓表。

背景技術

工業用電流電壓表常要求可同時檢測交、直流信號，交、直流信號的檢測難點集中在交流信號的檢測上，而現有工業用電流電壓表，其內多包括分壓限流電路和普通整流電路，測量交流信號時，通過分壓限流電路與普通整流電路依次對采集的交流信號進行分壓和整流。該種工業用電流電壓表，由于檢測交流信號時需經過普通整流電路的整流，普通整流電路由二極管組成，二極管通常又存在0.5V的正向壓降，所以，其要求整流前的交流信號必須是可以提供電路中各二極管壓降的電壓信號，即對整流前的交流信號具有一定要求，電壓不能太小，不能為mV級的交流信號，檢測信號有限，只能用于普通信號的檢測顯示；且，普通整流電路對轉換前后的電壓不具備運算放大功能，轉換后的直流電壓小于整流前電壓，不僅電壓轉換精度低，達不到用戶的要求，還有可能導致整流轉換后的電壓無法滿足后一級處理芯片的輸入要求，檢測誤差大。

發明內容

本發明的目的一在于提供一種交直流信號轉換電路。

一種交直流信號轉換電路，包括電阻R1、電阻R3、電阻R5、第一電路和第二電路，電阻R1、第一電路和電阻R3依次串聯后與電阻R5并聯形成第三電路，第三電路與第二電路串聯，其中：

第一電路包括電阻R2、運算放大器U1、二極管D1和二極管D2，二極管D2并聯于運算放大器U1反向輸入端和輸出端間，二極管D2與運算放大器U1的并聯電路和二極管D1串聯后與電阻R2并聯，運算放大器U1的反向輸入端與電阻R1連接，運算放大器U1的正向輸入端接地，二極管D2的正極、二極管D1的負極與運算放大器U1的輸出端連接，二極管D1的正極與電阻R3連接；

第二電路包括電阻R4和運算放大器U2，電阻R4并聯于運算放大器U2反向輸入端和輸出端間，運算放大器U2的反向輸入端與第三電路的電阻R3連接，運算放大器U2的正向輸入端接地；

第三電路中電阻R1和電阻R5相連接的一端為所述交直流信號轉換電路的輸入端UI，第二電路32中運算放大器U2的輸出端為所述交直流信號轉換電路的輸出端UO。

進一步地，，，公式中R1、R2、R3、R4、R5分別表示電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5的阻值。、的情況下，電路輸入端UI的電壓Ui為正時，電路輸出端UO最終的輸出電壓；電路輸入端UI的電壓Ui為負時，電路輸出端UO最終的輸出電壓，公式中Ui為電路輸入端UI的輸入電壓，Uo為電路輸出端UO的輸出電壓。無論電路輸入端UI輸入的是直流信號還是交流信號，電路輸出端UO的輸出電壓均為電路輸入端UI的輸入電壓Ui的絕對值，即電路輸出端UO的輸出電壓Uo與電路輸入端UI的輸入電壓Ui的絕對值的比值為1:1，電壓轉換精度高。

進一步地，所述交直流信號轉換電路還包括電容C，電容C并聯于電阻R4的兩端。電容C的設置，實現對電路輸出端UO的輸出電壓進行濾波，確保電路輸出端UO的輸出電壓的波形更加穩定。

進一步地，運算放大器U1、運算放大器U2集合構成一雙路運算放大器芯片。運算放大器U1、運算放大器U2可由一雙路運算放大器芯片提供，即電路中設置一雙路運算放大器芯片即可，也可由兩片同類運算放大器提供。