一種高頻電流的測量電路的制作方法
【專利摘要】一種高頻電流的測量電路，其包括采樣電路，由電流互感線圈和采樣電阻組成，將被測的高頻電流變成采樣信號；有效值轉(zhuǎn)換電路，與采樣電路連接并接收采樣信號，把該采樣信號進(jìn)行乘法運(yùn)算輸出有效值信號；CPU，與有效值轉(zhuǎn)換電路連接并接收有效值信號，將該有效值信號經(jīng)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換、比例計(jì)算并校正后輸出數(shù)字信號；顯示電路，與CPU連接并接收數(shù)字信號，將該數(shù)字信號顯示出來。本實(shí)用新型采用了有效值轉(zhuǎn)換技術(shù)，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，具有量程范圍大、測量精度高、讀數(shù)直觀的優(yōu)點(diǎn)，能夠替代熱電式高頻電流表，對高頻手術(shù)設(shè)備的輸出功率進(jìn)行測試。
【專利說明】—種高頻電流的測量電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于高頻手術(shù)設(shè)備輸出電流的測量電路，屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]按照對高頻手術(shù)設(shè)備輸出功率的測試要求，需要采用性能符合要求的高頻電流表和無感電阻進(jìn)行測量。高頻手術(shù)設(shè)備的最低輸出頻率為200kHz，此前一直使用熱電式高頻電流表進(jìn)行測量。熱電式高頻電流表雖然準(zhǔn)確度高，但過載能力差，測量中容易發(fā)生燒表，而且受量程的限制，過程中需要頻繁的換表，操作繁瑣，也不經(jīng)濟(jì)。鑒于目前有效值轉(zhuǎn)換技術(shù)已成熟，且精度也非常高，因此完全有可能尋找一種新型的高頻電流測量電路替代原有的熱電式高頻電流表來進(jìn)行測量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有熱電式聞頻電流表的不足，提供一種聞頻電流的測量電路，代替過載能力差、操作繁瑣且價(jià)格昂貴的熱電式高頻電流表，采用有效值轉(zhuǎn)換技術(shù)解決高頻電流的測量問題，達(dá)到擴(kuò)大量程范圍、提高測量精度、降低成本的效果。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種高頻電流的測量電路，其特征在于:所述測量電路包括:
[0006]采樣電路，由電流互感線圈和采樣電阻組成，將被測的高頻電流變成采樣信號；
[0007]有效值轉(zhuǎn)換電路，與所述采樣電路連接并接收所述采樣信號，把該采樣信號進(jìn)行乘法運(yùn)算輸出有效值信號；
[0008]CPU，與所述有效值轉(zhuǎn)換電路連接并接收所述有效值信號，將該有效值信號經(jīng)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換、比例計(jì)算并校正后輸出數(shù)字信號；
[0009]顯示電路，與CPU連接并接收所述數(shù)字信號，將該數(shù)字信號顯示出來。
[0010]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的有效值轉(zhuǎn)換電路為第一乘法器、第二乘法器和差分放大器組成的負(fù)反饋電路，其中，第一乘法器的輸入為所述采樣信號，輸出通過積分電容接入差分放大器的同相輸入端，第二乘法器的輸入和輸出分別連接差分放大器的輸出端和反相輸入端，差分放大器輸出有效值信號，該有效值信號為輸入的采樣信號的均方根值。
[0011]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的采樣信號為低壓高頻信號，所述有效值信號為差分電壓直流信號。
[0012]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一乘法器和第二乘法器為AD834，所述差分放大器為LF353中頻運(yùn)放器，所述CPU為C8051F350。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、采用有效值轉(zhuǎn)換技術(shù)，電子線路替代熱電式高頻電流表，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本；
[0015]2、量程范圍大(Imax ( 2A)、精度高、讀數(shù)直觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0017]圖2是有效值轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖3是有效值轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型的信號處理流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型采用有效值轉(zhuǎn)換技術(shù)解決高頻電流的測量問題，請參閱圖4，高頻手術(shù)設(shè)備的高頻電流經(jīng)過電流互感線圈送到采樣電阻變成低壓采樣信號，通過由兩片AD834組成的有效值轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為有效值信號，然后送到CPU內(nèi)部進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換、比例計(jì)算和校正，并通過顯示電路顯示。
[0021]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]首先參閱圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖。圖示高頻電流的測量電路包括采樣電路、有效值轉(zhuǎn)換電路、CPU和顯示電路。
[0023]所述采樣電路由電流互感線圈和采樣電阻組成，其將被測的高頻電流變成采樣信號Ui，該采樣信號Ui為低壓高頻信號。
[0024]請參閱圖2，所述有效值轉(zhuǎn)換電路與所述采樣電路連接，其把由所述采樣電路接收的采樣信號Ui進(jìn)行乘法運(yùn)算輸出有效值信號Utl，該有效值信號U0為差分電壓直流信號。
[0025]所述的有效值轉(zhuǎn)換電路為第一乘法器U1、第二乘法器U2和差分放大器U3組成的負(fù)反饋電路，其中，第一乘法器Ul和第二乘法器U2為AD834，所述差分放大器U3為LF353中頻運(yùn)放器。第一乘法器Ul的輸入為所述采樣電阻上的低壓高頻采樣信號Ui，輸出通過積分電容Cav接入差分放大器U3的同相輸入端，輸出信號為R2。第二乘法器U2的輸入連接差分放大器U3的輸出端,輸出連接差分放大器U3的反相輸入端,第二乘法器U2的輸入信號為差分放大器U3的輸出信號U。,輸出信號為Ul。差分放大器U3輸出有效值信號U。，由于第一乘法器Ul和第二乘法器U2的輸出分別接入差分放大器U3的同相和反相輸入端，則有
Uf=U^,從而得:1/0 =凝’即該有效值信號U0為輸入的采樣信號Ui的均方根值一有效值。
[0026]由AD834組成的有效值轉(zhuǎn)換電路為本專利的重點(diǎn)。本電路的優(yōu)點(diǎn)在于:只要乘法器(主要是第一乘法器Ul)頻響足夠高，AD834可達(dá)500MHz以上，差分放大器U3開環(huán)增益足夠大(> 14)，則本電路動態(tài)范圍則相當(dāng)寬。精度主要來源于U1~U3的失調(diào)，可以附加失調(diào)調(diào)節(jié)消除。
[0027]所述CPU為C8051F350，與所述有效值轉(zhuǎn)換電路連接并接收所述有效值信號U。，將該有效值信號U0經(jīng)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換、比例計(jì)算并校正后輸出數(shù)字信號。
[0028]所述顯示電路與CPU連接并接收所述數(shù)字信號，將該數(shù)字信號顯示出來。
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)具體說明。
[0030]圖3所示為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，具體說明如下:
[0031]1、采樣電路:
[0032]高頻電流信號通過電流互感線圈耦合輸入，由于AD834乘法器滿幅度輸入為土 IV，為了控制輸出精度，將采樣電阻分為3檔，分別是4 Ω、5 Ω、28 Ω。采樣電阻的選擇是CPU自動識別控制相應(yīng)繼電器來切換。
[0033]2、有效值轉(zhuǎn)換電路:
[0034]2.1第一乘法器Ul和第二乘法器U2輸出反接，如圖3所示，組成差分輸出型，電路中兩乘法器輸出要加負(fù)載電阻(R12，R13)將其轉(zhuǎn)換為電壓(差分)。
[0035]2.2AD834的傳輸函數(shù)

【權(quán)利要求】
1.一種高頻電流的測量電路，其特征在于:所述測量電路包括: 采樣電路，由電流互感線圈和采樣電阻組成，將被測的高頻電流變成采樣信號； 有效值轉(zhuǎn)換電路，與所述采樣電路連接并接收所述采樣信號，把該采樣信號進(jìn)行乘法運(yùn)算輸出有效值信號； CPU，與所述有效值轉(zhuǎn)換電路連接并接收所述有效值信號，將該有效值信號經(jīng)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換、比例計(jì)算并校正后輸出數(shù)字信號； 顯示電路，與CPU連接并接收所述數(shù)字信號，將該數(shù)字信號顯示出來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻電流的測量電路，其特征在于:所述的有效值轉(zhuǎn)換電路為第一乘法器、第二乘法器和差分放大器組成的負(fù)反饋電路，其中，第一乘法器的輸入為所述米樣信號，輸出通過積分電容接入差分放大器的同相輸入端，第二乘法器的輸入和輸出分別連接差分放大器的輸出端和反相輸入端，差分放大器輸出有效值信號，該有效值信號為輸入的采樣信號的均方根值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻電流的測量電路，其特征在于:所述的采樣信號為低壓高頻信號，所述有效值信號為差分電壓直流信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻電流的測量電路，其特征在于:所述的第一乘法器和第二乘法器為AD834，所述差分放大器為LF353中頻運(yùn)放器，所述CPU為C8051F350。
【文檔編號】G01R19/25GK203858291SQ201420265198
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】丁紅雪, 洪雅萍 申請人:上海滬通電子有限公司