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高精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):12117031閱讀:250來(lái)源:國(guó)知局
高精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng)的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及樓宇自動(dòng)化控制領(lǐng)域,具體是一種高精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng)。



背景技術(shù):

在樓宇智能控制及自動(dòng)控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是控制系統(tǒng)前端,和控制效果好壞的反饋,采集系統(tǒng)的采樣精度完全決定了控制器的控制效果。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供了高精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng),廣泛應(yīng)用與傳感器前端采集系統(tǒng),可應(yīng)用與智能樓宇控制、工業(yè)自動(dòng)化、中央空調(diào)控制、鍋爐系統(tǒng)控制等自動(dòng)控制系統(tǒng),具備良好的實(shí)時(shí)性對(duì)系統(tǒng)采集,可應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)多路傳感器信號(hào)采集,該系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)進(jìn)行高精度處理后,轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào),通過(guò)通信總線傳送給其他系統(tǒng),并可現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)展顯示單元,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:高精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng),包括單片機(jī)、電源電路,通信電路、鎖存器、AD轉(zhuǎn)換電路、比較電路、編碼電路,其特征在于,還包括采樣保持電路、浮動(dòng)放大器電路、信號(hào)絕對(duì)值電路、二階采樣保持電路,所述單片機(jī)采用STM8S208芯片,采樣保持電路輸入端接輸入信號(hào),采樣保持電路輸出端分別接信號(hào)絕對(duì)值電路輸入端、浮動(dòng)放大器電路輸入端,信號(hào)絕對(duì)值電路輸出端依次通過(guò)比較電路、編碼電路、鎖存器連接到單片機(jī),浮動(dòng)放大器電路輸出端接二階采樣保持電路輸入端,二階采樣保持電路和采樣保持電路結(jié)構(gòu)一致,二階采樣保持電路輸出端通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī),單片機(jī)通過(guò)通信電路輸出信號(hào),所述的電源電路提供12V、9V、5V、-9V供電電壓。

進(jìn)一步的,所述的電源電路包括12V供電電路、9V供電電路、5V供電電路和-9V負(fù)壓產(chǎn)生電路,

所述的12V供電電路包括二極管DD1,二極管DD1正極連接24V直流電壓,二極管DD1負(fù)極通過(guò)保險(xiǎn)F1接穩(wěn)壓芯片U18第一引腳,穩(wěn)壓芯片U18第一引腳接極性電容C11正極,極性電容C11負(fù)極接地,穩(wěn)壓芯片U18第二引腳接地,穩(wěn)壓芯片U18第三引腳輸出12V直流電壓;

所述的5V供電電路包括穩(wěn)壓芯片U19,穩(wěn)壓芯片U19第一引腳分別接極性電容C12正極、12V直流電壓,極性電容C12負(fù)極接地,穩(wěn)壓芯片U19第二引腳接地,穩(wěn)壓芯片U19第三引腳接極性電容C9正極,極性電容C9負(fù)極接地,穩(wěn)壓芯片U19第三引腳輸出5V直流電壓;

所述的9V供電電路包括穩(wěn)壓芯片U22,穩(wěn)壓芯片U22第一引腳分別接12V直流電壓,穩(wěn)壓芯片U22第二引腳接地,穩(wěn)壓芯片U22第三引腳分別接極性電容C13正極、電容C10一端,極性電容C13負(fù)極接地,電容C10另一端接地,穩(wěn)壓芯片U22第三引腳輸出9V直流電壓;

所述的-9V負(fù)壓產(chǎn)生電路包括芯片U23,芯片U23的第四引腳和第八引腳均接9V直流電壓,芯片U23的第七引腳分別接電阻R54一端、二極管D12正極、電阻R57一端,電阻R54另一端接9V直流電壓,二極管D12負(fù)極分別接芯片U23第六引腳、芯片U23第二引腳、電阻R57另一端、電容C23一端,電容C23另一端接地,芯片U23第一引腳接地,芯片U23第五引腳通過(guò)電容C25接地,芯片U23第三引腳接電容C20一端,電容C20另一端分別接二極管D13正極、二極管D11負(fù)極,二極管D13負(fù)極接地,二極管D11正極分別接電容C21一端、電阻R56一端,電容C21另一端接地,電阻R56另一端分別接-9V直流電壓輸出端、電容C22一端,電容C22另一端接地。

進(jìn)一步的,采樣保持電路包括鉗位電路、采樣電路和跟隨電路,鉗位電路包括二極管D1和二極管D3,二極管D1負(fù)極接5V直流電壓,二極管D1正極分別接信號(hào)輸入端、二極管D3負(fù)極,二極管D3正極接地;

采樣電路包括放大保持器U1,放大保持器U1第十引腳分別接電容C4一端、電阻R11一端,電容C4另一端接地,電阻R11另一端分別接電阻R14一端、信號(hào)輸入端,電阻R14另一端接地,放大保持器U1第十一引腳分別接電阻R22一端、電阻R18一端,電阻R22另一端接地,電阻R18另一端分別接穩(wěn)壓二極管D5負(fù)極、放大保持器U1第二引腳、跟隨電路輸入端,穩(wěn)壓二極管D5正極接地,放大保持器U1第七引腳通過(guò)電阻R9接MCU_A5信號(hào)端,放大保持器U1第四引腳分別接極性電容C3正極、電阻R12一端,極性電容C3負(fù)極接地,電阻R12另一端接放大保持器U1第三引腳,放大保持器U1第十二引腳接地;

跟隨電路包括放大器U2,放大器U2第五引腳通過(guò)電阻R19接采樣電路輸出端,放大器U2第六引腳分別接電阻R13一端、電容C2一端,電阻R13另一端、電容C2另一端均連接放大器U2第七引腳,放大器U2第七引腳為信號(hào)輸出端。

進(jìn)一步的,浮動(dòng)放大器電路包括衰減電路、控制芯片U4、一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路,衰減電路包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8,電阻R2一端分別接信號(hào)輸入端IN、控制芯片U4第十三引腳,電阻R2另一端分別接電阻R3一端、控制芯片U4第十四引腳,電阻R3另一端分別接電阻R4一端、控制芯片U4第十五引腳,電阻R4另一端分別接電阻R5一端、控制芯片U4第十二引腳,電阻R5另一端分別接電阻R1一端、控制芯片U4第一引腳,電阻R1另一端分別接電阻R6一端、控制芯片U4第五引腳,電阻R6另一端分別接電阻R7一端、控制芯片U4第二引腳,電阻R7另一端分別接電阻R8一端、控制芯片U4第四引腳,電阻R8另一端接地;

一級(jí)放大電路包括放大器AR1,放大器AR1的第三引腳通過(guò)電阻R33接主控芯片U4第三引腳,放大器AR1第二引腳通過(guò)電阻R29接地,放大器AR1第二引腳通過(guò)電阻R24接放大器AR1第六引腳,放大器AR1第六引腳接二級(jí)放大電路輸入端,放大器AR1第一引腳和第八引腳之間設(shè)置滑動(dòng)變阻器R39,滑動(dòng)變阻器R39的滑動(dòng)端連接12V直流電壓;

二級(jí)放大電路包括放大器AR2,放大器AR2的第三引腳通過(guò)電阻R31接一級(jí)放大電路輸出端,放大器AR2第二引腳通過(guò)電阻R28接地,放大器AR2第二引腳通過(guò)電阻R25接放大器AR2第六引腳,放大器AR2第六引腳接輸出端OUT,放大器AR2第一引腳和第八引腳之間設(shè)置滑動(dòng)變阻器R37,滑動(dòng)變阻器R37的滑動(dòng)端連接12V直流電壓。

進(jìn)一步的,所述的信號(hào)絕對(duì)值電路包括精密檢波電路和加法電路,精密檢波電路包括電阻R17、電阻R21、放大器U2、電阻R10、二極管D2、二極管D4,放大器U2的第三引腳分別接電阻R17一端、二極管D2負(fù)極、電阻R10一端、濾波電容C1一端,電阻R17另一端接信號(hào)輸入端IN,電阻R21另一端接地,二極管D2正極接放大器U2第一引腳,電阻R10另一端接二極管D4正極,濾波電容C1另一端接地,放大器U2第一引腳接二極管D4負(fù)極,放大器U2第十一引腳接-9V直流電壓,放大器U2第四引腳接9V直流電壓,二極管D4正極接加法電路輸入端;

加法電路包括放大器U2、電阻R20、電阻R23、電阻R15、電阻R16,電阻R20一端接精密檢波電路輸出端,電阻R20另一端接放大器U2第九引腳,電阻R15一端接信號(hào)輸入端IN,電阻R15另一端接放大器U2第九引腳,電阻R23一端接放大器U2第十引腳,電阻R23另一端接地,放大器U2第九引腳通過(guò)電阻R16接放大器U2第八引腳,放大器U2第九引腳接輸出端OUT1,放大器U2第八引腳接輸出端OUT2。

本發(fā)明的有益效果是:

1、采用浮動(dòng)放大器,可根據(jù)每次采樣點(diǎn)值動(dòng)態(tài)調(diào)整放大倍數(shù),放大倍數(shù)是浮動(dòng)變化,可適應(yīng)多種信號(hào)。

2、采用流水線結(jié)構(gòu),提高了系統(tǒng)系統(tǒng)處理速度,適用于快速采樣,和多回路采樣。

3、采用二階采樣保持電路。,浮動(dòng)放大器和AD轉(zhuǎn)換模塊了并行工作。減小系統(tǒng)的級(jí)間干擾,也提高了反應(yīng)速度。AD模塊處理時(shí),浮動(dòng)放大器可采集下一時(shí)刻數(shù)據(jù)。穩(wěn)定后AD在進(jìn)行采集。

4、浮動(dòng)放大器的編碼(放大倍數(shù))采用硬件并行編碼,放大倍數(shù)確定速度達(dá)到NS級(jí)別。提高對(duì)變化信號(hào)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

5、不同處理環(huán)節(jié)引入濾波電路,對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行濾波,減少了信號(hào)變化干擾。

6、采用微處理器和硬件結(jié)合方式。實(shí)現(xiàn)硬件反應(yīng)速度塊和軟件算法動(dòng)態(tài)調(diào)整相結(jié)合,提高了系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性。

7、內(nèi)置負(fù)電壓產(chǎn)生電路,不用輸入負(fù)電壓,支持單一電路供電,減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電源要求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖;

圖2是本發(fā)明電源電路原理圖;

圖3是本發(fā)明采樣保持電路原理圖;

圖4是本發(fā)明浮動(dòng)放大器電路原理圖;

圖5是本發(fā)明信號(hào)絕對(duì)值電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示的高精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng),包括單片機(jī)、電源電路,通信電路、鎖存器、AD轉(zhuǎn)換電路、比較電路、編碼電路、采樣保持電路、浮動(dòng)放大器電路、信號(hào)絕對(duì)值電路、二階采樣保持電路,所述單片機(jī)采用STM8S208芯片,采樣保持電路輸入端接輸入信號(hào),采樣保持電路輸出端分別接信號(hào)絕對(duì)值電路輸入端、浮動(dòng)放大器電路輸入端,信號(hào)絕對(duì)值電路輸出端依次通過(guò)比較電路、編碼電路、鎖存器連接到單片機(jī),浮動(dòng)放大器電路輸出端接二階采樣保持電路輸入端,二階采樣保持電路和采樣保持電路結(jié)構(gòu)一致,二階采樣保持電路輸出端通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī),單片機(jī)通過(guò)通信電路輸出信號(hào),所述的電源電路提供12V、9V、5V、-9V供電電壓。

整個(gè)系統(tǒng)的工作原理為:首先信號(hào)通過(guò)采樣保持電路,采樣保持電路受單片機(jī)控制電路控制,對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行一階保持,信號(hào)保持穩(wěn)定后進(jìn)入浮動(dòng)放大電路和信號(hào)絕對(duì)值電路,絕對(duì)值電路進(jìn)入比較電路和編碼電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析,得到結(jié)果后給單片機(jī)和浮動(dòng)放大器。浮動(dòng)放大器根據(jù)放大倍數(shù)進(jìn)行放大。放大后進(jìn)入二階保持電路,通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),單片機(jī)電路采集到轉(zhuǎn)換結(jié)果,通過(guò)通信總線傳輸至其他系統(tǒng),整個(gè)電路都在單片機(jī)電路的協(xié)調(diào)下工作。

如圖2所示的電源電路,包括12V供電電路、9V供電電路、5V供電電路和-9V負(fù)壓產(chǎn)生電路,12V供電電路輸入端連接24V電壓,12V供電電路輸出端分別連接9V供電電路輸入端、5V供電電路輸入端,9V供電電路輸出端連接-9V負(fù)壓產(chǎn)生電路輸入端,-9V負(fù)壓產(chǎn)生電路輸出端輸出-9V直流電壓,5V供電電路輸出端輸出5V直流電壓。

12V供電電路包括二極管DD1,二極管DD1正極連接24V直流電壓,二極管DD1負(fù)極通過(guò)保險(xiǎn)F1接穩(wěn)壓芯片U18第一引腳,穩(wěn)壓芯片U18第一引腳接極性電容C11正極,極性電容C11負(fù)極接地,穩(wěn)壓芯片U18第二引腳接地,穩(wěn)壓芯片U18第三引腳輸出12V直流電壓。其中,所述二極管DD1的型號(hào)為MMSZ5235BT1G,所述的穩(wěn)壓芯片U18為7812芯片。

5V供電電路包括穩(wěn)壓芯片U19,穩(wěn)壓芯片U19第一引腳分別接極性電容C12正極、12V直流電壓,極性電容C12負(fù)極接地,穩(wěn)壓芯片U19第二引腳接地,穩(wěn)壓芯片U19第三引腳接極性電容C9正極,極性電容C9負(fù)極接地,穩(wěn)壓芯片U19第三引腳輸出5V直流電壓。其中,所述的穩(wěn)壓芯片U19為7805芯片。

9V供電電路包括穩(wěn)壓芯片U22,穩(wěn)壓芯片U22第一引腳分別接12V直流電壓,穩(wěn)壓芯片U22第二引腳接地,穩(wěn)壓芯片U22第三引腳分別接極性電容C13正極、電容C10一端,極性電容C13負(fù)極接地,電容C10另一端接地,穩(wěn)壓芯片U22第三引腳輸出9V直流電壓。其中,所述的穩(wěn)壓芯片U22為7809芯片。

-9V負(fù)壓產(chǎn)生電路包括芯片U23,芯片U23的第四引腳和第八引腳均接9V直流電壓,芯片U23的第七引腳分別接電阻R54一端、二極管D12正極、電阻R57一端,電阻R54另一端接9V直流電壓,二極管D12負(fù)極分別接芯片U23第六引腳、芯片U23第二引腳、電阻R57另一端、電容C23一端,電容C23另一端接地,芯片U23第一引腳接地,芯片U23第五引腳通過(guò)電容C25接地,芯片U23第三引腳接電容C20一端,電容C20另一端分別接二極管D13正極、二極管D11負(fù)極,二極管D13負(fù)極接地,二極管D11正極分別接電容C21一端、電阻R56一端,電容C21另一端接地,電阻R56另一端分別接-9V直流電壓輸出端、電容C22一端,電容C22另一端接地。其中,,芯片U23選用NE555芯片。

整個(gè)電源電路的工作原理為:

電源通過(guò)二極管DD1防止反接,F(xiàn)1為自恢復(fù)保險(xiǎn)進(jìn)行保護(hù),連接電解電容C11并通過(guò)7812把電源電壓穩(wěn)定在12V,通過(guò)C12電容進(jìn)行濾波,再次消弱電源雜波干擾,濾波后連接7805穩(wěn)壓芯片,輸出5V電壓為控制系統(tǒng)供電。

產(chǎn)生的12V電壓連接U22穩(wěn)壓模塊,外接電解電容C13和無(wú)極性電容C10對(duì)穩(wěn)定的9V進(jìn)行供電,輸出9V電壓為模擬電路供電。

NE555構(gòu)成的負(fù)壓產(chǎn)生電路R54、R57、C23構(gòu)成多協(xié)震蕩器,產(chǎn)生占空比為50%和6.667k HZ的方波;D11、D13、C20為反向震蕩儲(chǔ)能電路;C21,R56、C22為濾波電路;最終產(chǎn)生-9V電壓為系統(tǒng)使用。

如圖3所示,采樣保持電路包括鉗位電路、采樣電路和跟隨電路,所述鉗位電路設(shè)置在信號(hào)輸入端和采樣電路之間,信號(hào)輸入端連接信號(hào)采集設(shè)備,所述的采樣電路采用放大保持器作為主控芯片,采樣電路的控制端口連接MCU_A5信號(hào)端,采樣電路的輸出端連接跟隨電路輸入端,跟隨電路輸出端為信號(hào)輸出端,信號(hào)輸出端連接信號(hào)處理電路。

鉗位電路包括二極管D1和二極管D3,二極管D1負(fù)極接5V直流電壓,二極管D1正極分別接信號(hào)輸入端、二極管D3負(fù)極,二極管D3正極接地。

采樣電路包括放大保持器U1,放大保持器U1第十引腳分別接電容C4一端、電阻R11一端,電容C4另一端接地,電阻R11另一端分別接電阻R14一端、信號(hào)輸入端,電阻R14另一端接地,放大保持器U1第十一引腳分別接電阻R22一端、電阻R18一端,電阻R22另一端接地,電阻R18另一端分別接穩(wěn)壓二極管D5負(fù)極、放大保持器U1第二引腳、跟隨電路輸入端,穩(wěn)壓二極管D5正極接地,放大保持器U1第七引腳通過(guò)電阻R9接MCU_A5信號(hào)端,放大保持器U1第四引腳分別接極性電容C3正極、電阻R12一端,極性電容C3負(fù)極接地,電阻R12另一端接放大保持器U1第三引腳,放大保持器U1第十二引腳接地。其中,放大保持器U1采用的型號(hào)為OPA615。

跟隨電路包括放大器U2,放大器U2第五引腳通過(guò)電阻R19接采樣電路輸出端,放大器U2第六引腳分別接電阻R13一端、電容C2一端,電阻R13另一端、電容C2另一端均連接放大器U2第七引腳,放大器U2第七引腳為信號(hào)輸出端。其中,所述放大器U2得型號(hào)為L(zhǎng)M224。

整個(gè)采樣保持電路的工作原理為:

首先信號(hào)通過(guò)D1、D3構(gòu)成的鉗位電路,把信號(hào)范圍限制在0-5V之間。通過(guò)R14的負(fù)載電阻,吸收輸入信號(hào)的的干擾,R11為輸入電阻,用以保護(hù)OPA615,OPA615為放大保持器,可以受MCU_A5信號(hào)的控制,信號(hào)為高時(shí),OPA615工作為C3充電,C3為鉭電容,保持信號(hào)的完整性,C4為輸入濾波電容,濾出輸入信號(hào)的干擾,R22和R18為保持器的匹配電阻,R12為限流電阻,當(dāng)MCU_A5信號(hào)為高時(shí)進(jìn)行保持,首先信號(hào)通過(guò)U1A流入C3進(jìn)行保持,通過(guò)U1B進(jìn)行輸出,信號(hào)為低時(shí)U1A停止工作,利用C3內(nèi)的保持電屏進(jìn)行輸出,D5為穩(wěn)壓信號(hào),保護(hù)輸出信號(hào)在0-5V,保護(hù)后級(jí)電路。R19、U2B、C2、R13為帶濾波功能的跟隨電路,濾出保持輸入的雜波,同時(shí)利用高阻抗的輸入,保持輸入信號(hào)。

如圖4所示,浮動(dòng)放大器電路包括衰減電路、控制芯片U4、一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路,所述的控制芯片U4為AD7501,衰減電路輸入端接收信號(hào),衰減電路輸出端連接控制芯片U4的X0-X7八個(gè)引腳,控制芯片U4的A、B、C三個(gè)控制引腳連接編碼電路,控制芯片U4的輸出端連接一級(jí)放大電路輸入端,一級(jí)放大電路輸出端接二級(jí)放大電路輸入端,二級(jí)放大電路輸出端輸出信號(hào)。

衰減電路包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8,電阻R2一端分別接信號(hào)輸入端IN、控制芯片U4第十三引腳,電阻R2另一端分別接電阻R3一端、控制芯片U4第十四引腳,電阻R3另一端分別接電阻R4一端、控制芯片U4第十五引腳,電阻R4另一端分別接電阻R5一端、控制芯片U4第十二引腳,電阻R5另一端分別接電阻R1一端、控制芯片U4第一引腳,電阻R1另一端分別接電阻R6一端、控制芯片U4第五引腳,電阻R6另一端分別接電阻R7一端、控制芯片U4第二引腳,電阻R7另一端分別接電阻R8一端、控制芯片U4第四引腳,電阻R8另一端接地。

一級(jí)放大電路包括放大器AR1,放大器AR1的第三引腳通過(guò)電阻R33接主控芯片U4第三引腳,放大器AR1第二引腳通過(guò)電阻R29接地,放大器AR1第二引腳通過(guò)電阻R24接放大器AR1第六引腳,放大器AR1第六引腳接二級(jí)放大電路輸入端,放大器AR1第一引腳和第八引腳之間設(shè)置滑動(dòng)變阻器R39,滑動(dòng)變阻器R39的滑動(dòng)端連接12V直流電壓。其中,放大器AR1采用運(yùn)放OP07。

二級(jí)放大電路包括放大器AR2,放大器AR2的第三引腳通過(guò)電阻R31接放大器AR1第六引腳,放大器AR2第二引腳通過(guò)電阻R28接地,放大器AR2第二引腳通過(guò)電阻R25接放大器AR2第六引腳,放大器AR2第六引腳接輸出端OUT,放大器AR2第一引腳和第八引腳之間設(shè)置滑動(dòng)變阻器R37,滑動(dòng)變阻器R37的滑動(dòng)端連接12V直流電壓。其中,放大器AR2采用運(yùn)放OP07。

整個(gè)浮動(dòng)放大器電路的工作原理為:

該電路采用了輸入衰減增益,固定放大倍數(shù)的浮動(dòng)放大器設(shè)計(jì)。該電路受比較編碼電路控制。

首先信號(hào)通過(guò)多路數(shù)字模擬混合芯片,有效的隔離了A、B、C管腳的控制信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾。合理的設(shè)計(jì)了衰減比例。R1-R8構(gòu)建的衰減比例依次為1、2、4、8、16、32、64、128,在A、B、C三個(gè)管腳的控制下,調(diào)整衰減比例。通過(guò)X進(jìn)行輸出,輸出后連接有2片運(yùn)算放大器構(gòu)成的二階偏置可調(diào)的放大器,第一級(jí)的放大倍數(shù)為16倍,第二級(jí)放大倍數(shù)為8倍,最終實(shí)現(xiàn)128倍的放大。采用二級(jí)放大,可有效的降低對(duì)運(yùn)放的要求,也提高了系統(tǒng)對(duì)小信號(hào)的敏感度。

如圖5所示,信號(hào)絕對(duì)值電路包括精密檢波電路和加法電路,精密檢波電路的輸入端接收輸入信號(hào),精密檢波電路的輸出端連接加法電路的輸入端,精密檢波電路通過(guò)濾波電容C1接地;加法電路輸出端還連接信號(hào)輸入端,加法電路包括輸出端OUT1和輸出端OU2。

精密檢波電路包括電阻R17、電阻R21、放大器U2、電阻R10、二極管D2、二極管D4,放大器U2的第三引腳分別接電阻R17一端、二極管D2負(fù)極、電阻R10一端、濾波電容C1一端,電阻R17另一端接信號(hào)輸入端IN,電阻R21另一端接地,二極管D2正極接放大器U2第一引腳,電阻R10另一端接二極管D4正極,濾波電容C1另一端接地,放大器U2第一引腳接二極管D4負(fù)極,放大器U2第十一引腳接-9V直流電壓,放大器U2第四引腳接9V直流電壓,二極管D4正極接加法電路輸入端。其中,二極管D2和二極管D4均采用1N4148二極管,放大器U2的型號(hào)為L(zhǎng)M224。

加法電路包括放大器U2、電阻R20、電阻R23、電阻R15、電阻R16,電阻R20一端接精密檢波電路輸出端,電阻R20另一端接放大器U2第九引腳,電阻R15一端接信號(hào)輸入端IN,電阻R15另一端接放大器U2第九引腳,電阻R23一端接放大器U2第十引腳,電阻R23另一端接地,放大器U2第九引腳通過(guò)電阻R16接放大器U2第八引腳,放大器U2第九引腳接輸出端OUT1,放大器U2第八引腳接輸出端OUT2。所述放大器U2的型號(hào)為L(zhǎng)M224。

整個(gè)絕對(duì)值電路的工作原理為:

該電路主要作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取絕對(duì)值,取到絕對(duì)值后,OUT輸出端連接比較編碼電路,OUT1輸出端把信號(hào)連接到浮動(dòng)放大器中進(jìn)行放大。

U2A、R17、R21、D2、D4、R10構(gòu)成的精密檢波信號(hào),結(jié)合濾波電容C1,實(shí)現(xiàn)的功能為:當(dāng)信號(hào)為正時(shí),精密檢波電路輸出為同等賦值的負(fù)壓信號(hào)。當(dāng)信號(hào)為負(fù)值時(shí),檢波器的輸出為0.

R20、R23、R15、R16、U2C構(gòu)成的兩路輸入的反向輸入加法電路,整體電路起到了無(wú)論信號(hào)為真還是負(fù)都輸出同等的正信號(hào)。具體原理為:當(dāng)信號(hào)為正V,前端的檢波器的輸出為-V,該路的放大倍數(shù)為-2,加法器的另一路輸入為信號(hào)為V,放大倍數(shù)為-1,這樣加法器的輸出為(-V*-2+V*-1)=V,當(dāng)信號(hào)為負(fù)時(shí)檢波器前段輸出的信號(hào)為0,另一路輸如信號(hào)為-V,放大倍數(shù)同上,最終輸出V。

應(yīng)當(dāng)指出,以上所述具體實(shí)施方式可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu),但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此,盡管說(shuō)明書及附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改或者等同替換;而一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn),其均涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。

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