一種提高低頻信號幅度輸出及控制其精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子信號處理、信號分析、電子測試設(shè)備領(lǐng)域的一種提高低頻信號幅度輸出及控制精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有工作中很多場合要求提供純模擬低頻信號，常用的方法是由微處理器一控制數(shù)模轉(zhuǎn)化芯片一 DAClJn:DAC0832，AD7520以及外圍電路來產(chǎn)生對模擬信號的低頻信號輸出，當(dāng)需要低頻大幅度信號時還需對信號進行放大。如圖1為常用的低頻信號幅度輸出及控制方法所采用的運算放大電路圖；所述運算放大電路一 I包括，微處理器一 3、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊一 DACl、幅度衰減控制電路模塊一 2、運算放大器一 Al、反饋電阻一 Rfl、輸入電阻一Ri和平衡電阻一 Rll ;所述微處理器一 3與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊一 DACl輸入端及幅度衰減控制電路模塊一 2輸入端相連；所述幅度衰減控制電路模塊一 2輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊一DACl輸出端相連，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊一 DACl輸出端同時與所述運算放大器一 All的輸入端相連，所述運算放大器一 All的輸入端連有輸入電阻一 Ri，基極端連有平衡電阻一 R11，所述反饋電阻一 Rfl兩端分別與運算放大器一 All的輸入輸出端相連；所述微處理器一 3控制數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊一 DACl將信號進行滿幅度輸出，同時滿幅度輸出的信號受所述幅度衰減控制電路模塊一 2控制其信號幅度的衰減，產(chǎn)生衰減幅度輸出電壓信號一 VDACl，衰減幅度輸出電壓信號一 VDACl再經(jīng)所述運算放大器一 All對信號進行放大，放大倍數(shù)為一 Rfl /Ri0
[0003]不足之處在于:常用的低頻信號幅度輸出及控制方法，其產(chǎn)生的低頻信號輸出幅度精度受限于數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片一即DACl蕊片，同時當(dāng)?shù)皖l信號輸出幅度經(jīng)運算放大電路比例放大且幅度滿足要求時，低頻信號輸出幅度的分辨率卻大大降低了。在圖1中，輸出VOUTl=-Rfl/Ri*VDACl，當(dāng)VDACl輸出的信號是峰值1V的低頻正弦信號，幅度衰減控制電路模塊的分辨率為10位時；如果需要VOUTl輸出的信號峰值是1V以內(nèi)的低頻正弦信號時，則Rfl / Ri=l，幅度控制最小值為10/1022=9.36mV;如果需要將信號幅度放大使VOUTI輸出的信號峰值是20V以內(nèi)的低頻正弦信號時，則Rf I /Ri=2，幅度控制最小值20/1022=19.52mV，輸出信號控制精度降低了一倍，如果信號放大幅度更大的話，則信號控制精度將降低得越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種提高低頻信號幅度輸出及控制其精度的方法，使其克服現(xiàn)有方法中低頻信號輸出幅度經(jīng)放大電路對其信號進行幅度放大后，卻大大降低低頻信號輸出幅度的分辨率弊端。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種提高低頻信號幅度輸出及控制其精度的方法，其通過一電路來實現(xiàn)，所述電路包括運算放大電路，所述運算放大電路將低頻信號幅度放大，使其輸出放大后的基準(zhǔn)信號源；所述運算放大電路包括，微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC、幅度衰減控制電路模塊、運算放大器A1、反饋電阻Rf、輸入電阻Ri和平衡電阻Rl ;所述微處理器與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC輸入端及幅度衰減控制電路模塊輸入端相連；所述幅度衰減控制電路模塊輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC輸出端相連，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC輸出端同時與所述運算放大器Al的輸入端相連，所述運算放大器Al的輸入端連有輸入電阻RiI，基極端連有平衡電阻Rl，所述反饋電阻Rf兩端分別與運算放大器Al的輸入輸出端相連；所述微處理器控制數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC將信號進行滿幅度輸出，同時滿幅度輸出的信號受所述幅度衰減控制電路模塊控制其信號幅度的衰減，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC產(chǎn)生的低頻信號再經(jīng)所述運算放大器Al對信號進行放大，放大倍數(shù)為一 Rf / Ri ;所述提高低頻信號幅度輸出及控制其精度的方法，還包括疊加電路，所述疊加電路將放大后的精度不高的輸出基準(zhǔn)信號源相疊加從而實現(xiàn)在不丟失低頻信號幅度分辨率情況下的大信號輸出；
優(yōu)選的，所述疊加電路包含有繼電器、多個輸入電阻，和多個平衡電阻，所述繼電器接線端與微處理器及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC相連，多個所述輸入電阻Ril、輸入電阻Ri2、輸入電阻Ri3相并聯(lián)后與繼電器觸點開關(guān)K2，繼電器觸點開關(guān)K3相連，另一端與運算放大器Al的輸入端相連，多個平衡電阻R1、平衡電阻R2、平衡電阻R3并聯(lián)后一端與繼電器觸點開關(guān)K4、繼電器觸點開關(guān)K5相連，另一端與運算放大器Al的基極端相連；所述微處理器控制數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC，根據(jù)幅度需要通斷繼電器觸點開關(guān)K2、繼電器觸點開關(guān)K3、繼電器觸點開關(guān)K4、繼電器觸點開關(guān)K5所在回路，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC滿幅度輸出后受幅度衰減控制電路模塊控制，完成衰減幅度輸出電壓信號VDAC，同時提供滿幅度輸出信號VDAO，供放大電路使用。
[0006]優(yōu)選的，多個所述輸入電阻Ril、輸入電阻Ri2、輸入電阻Ri3阻值彼此相等且與反饋電阻Rf阻值相等，提高精度。
[0007]本發(fā)明的有益效果是克服了現(xiàn)有技術(shù)中低頻信號輸出幅度精度受限于數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片即DAC蕊片，也就是低頻信號輸出幅度經(jīng)運算放大電路比例放大，幅度滿足要求時，卻降低了低頻信號輸出幅度分辨率的弊端。
【附圖說明】
[0008]圖1是常用的低頻信號幅度輸出及控制方法所采用的電路圖；
圖2是本發(fā)明所述的一種提高低頻信號幅度輸出及控制其精度的方法所采用的一種電路圖；
其中，1、運算放大電路一；2、幅度衰減控制電路模塊一；3、微處理器一；4、運算放大電路；5、幅度衰減控制電路模塊；6、疊加電路；7、微處理器；8、繼電器；A11、運算放大器一All ;A1、運算放大器Al ;R1、輸入電阻一 Ri ;Ril、輸入電阻Ril ;Ri2、輸入電阻Ri2 ;Ri3、輸入電阻Ri3 ;R11、平衡電阻一 ；R1、平衡電阻Rl ;R2、平衡電阻R2 ;R3、平衡電阻R3 ； Rfl、反饋電阻一 Rfl ;Rf、反饋電阻Rf ;DAC1、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊一 ；DAC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；VDAC1、衰減幅度輸出電壓信號一 ；VDAC、衰減幅度輸出電壓信號；VDAO、數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出信號；K2、繼電器觸點開關(guān)Κ2 ;Κ3、繼電器觸點開關(guān)Κ3 ； Κ4、繼電器觸點開關(guān)Κ4 ;Κ5、繼電器觸點開關(guān)Κ5 ;V0UT1、現(xiàn)有方法所采用的運算放大電路一中最終輸出的電壓信號；VOUT、本發(fā)明方法所采用的運算放大電路中最終輸出的電壓信號。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0010]如圖2所示的本發(fā)明所述的一種提高低頻信號幅度輸出及控制其精度的方法所采用的一種電路圖，包括運算放大電路4，所述運算放大電路4將低頻信號幅度放大，使其輸出放大后的基準(zhǔn)信號源；所述運算放大電路包括，微處理器7、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC、幅度衰減控制電路模塊5、運算放大器Al、反饋電阻Rf、輸入電阻Ri和平衡電阻Rl ;所述微處理器7與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC輸入端及幅度衰減控制電路模塊5輸入端相連；所述幅度衰減控制電路模塊5輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC輸出端相連，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC輸出端同時與所述運算放大器Al的輸入端相連，所述運算放大器Al的輸入端連有輸入電阻Ril，基極端連有平衡電阻R1，所述反饋電阻Rf兩端分別與運算放大器Al的輸入輸出端相連；所述微處理器7控制數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC將信號