[實用新型]負反饋閉環(huán)交流電橋測量電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022842826.6
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN213906628U
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 高尚華;薛兵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地震局地震預測研究所
• 主分類號: H03D1/18
• 分類號: H03D1/18;H03M1/00;G01B7/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 趙郁軍

1.一種交流電橋測量電路，它包括交流測量電橋、放大電路、相敏檢波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，其特征在于：它還包括增量-總和調(diào)制電路和數(shù)字抽取濾波電路；

所述增量-總和調(diào)制電路由彼此串聯(lián)的前饋積分電路、所述A/D轉(zhuǎn)換電路和D/A轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；

所述交流測量電橋、放大電路、相敏檢波電路和增量-總和調(diào)制電路串聯(lián)構(gòu)成負反饋閉環(huán)回路；所述交流測量電橋輸出的測量值經(jīng)所述放大電路、相敏檢波電路、前饋積分電路、A/D轉(zhuǎn)換電路處理后，所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號分為兩路，一路經(jīng)所述數(shù)字抽取濾波電路輸出；另一路經(jīng)構(gòu)成所述增量-總和調(diào)制電路的D/A轉(zhuǎn)換電路生成反饋信號，反饋至所述交流測量電橋的測量信號輸入端或反饋至所述放大電路的輸入端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電橋測量電路，其特征在于：所述增量-總和調(diào)制電路的采樣頻率至少為被測量信號最高頻率的二十倍；

所述前饋積分電路為二階積分電路，其傳遞函數(shù)為時，需要滿足的取值在0.3-2.0之間；

所述前饋積分電路為三階積分電路，其傳遞函數(shù)為時，需滿足如下條件：(1)(2)的取值在2.74-17.58之間；(3)的取值在2.74-17.58之間；

其中：s表示復變量，f_s是采樣頻率，a、b和c是前饋積分電路的系數(shù)，k_A是放大電路增益，k_D是相敏檢波電路的檢波增益，U_R是D/A轉(zhuǎn)換電路的基準源輸入信號的幅度，V_REF是A/D轉(zhuǎn)換電路的基準源電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電橋測量電路，其特征在于：所述相敏檢波電路為基于模擬開關設計的電路，其開關控制信號為方波信號，與所述交流測量電橋的交流激勵信號源同頻率；

所述D/A轉(zhuǎn)換電路的基準源使用與所述交流測量電橋的交流激勵信號源同頻率同相位的交流信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電橋測量電路，其特征在于：所述相敏檢波電路為基于模擬乘法器設計的電路，其參考信號為與所述交流測量電橋的交流激勵信號源同頻率的正弦波信號；

所述D/A轉(zhuǎn)換電路的基準源使用與所述交流測量電橋的交流激勵信號源同頻率同相位的交流信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的交流電橋測量電路，其特征在于：所述數(shù)字抽取濾波電路選用低通抽取濾波器，用于濾除所述A/D轉(zhuǎn)換電路的量化誤差并降低采樣率，獲得高分辨測量數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流電橋測量電路，其特征在于：當所述交流測量電橋置于反饋環(huán)外時，所述交流測量電橋輸出的信號和所述D/A轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生的反饋信號疊加運算后，輸入至所述放大電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交流電橋測量電路，其特征在于：所述交流測量電橋由三個平行設置的電容極板和激勵變壓器構(gòu)成；兩側(cè)電容極板分別與激勵變壓器次級繞組的兩端相連，中間電容極板與所述放大電路的信號輸入端相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的交流電橋測量電路，其特征在于：所述交流測量電橋為一差動變壓器；差動變壓器的兩個初級繞組的同名端順向串聯(lián)，兩個次級繞組的同名端反向串聯(lián)，形成差動輸出；

差動變壓器初級線圈接交流激勵信號源，次級線圈產(chǎn)生的感應信號輸出送至所述放大電路的輸入端。