專利名稱：一種電流絕對(duì)值電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)信息處理電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電流絕對(duì)值電路。
背景技術(shù)：
絕對(duì)值電路是一種取信號(hào)絕對(duì)值的電路，即其輸出信號(hào)是輸入信號(hào)的絕對(duì)值或與該絕對(duì)值成比例。常見的和改進(jìn)的絕對(duì)值電路有以下兩種方案。如圖1所示，它是常見的絕對(duì)值電路。當(dāng)端口 13輸入正極性信號(hào)時(shí)，運(yùn)算放大器15輸出負(fù)電壓，導(dǎo)致二極管17導(dǎo)通，二極管18截止，則運(yùn)算放大器16的輸出電壓由電阻
21、電阻23、電阻24、電阻25共同決定的；當(dāng)端口I輸入負(fù)極性信號(hào)時(shí)，運(yùn)算放大器15輸出正電壓，導(dǎo)致二極管17截止，二極管18導(dǎo)通，則運(yùn)算放大器16的輸出電壓由電阻21、電阻
22、電阻23、電阻24和電阻25共同決定。這種方案的缺點(diǎn)在于，不適合實(shí)現(xiàn)電流的絕對(duì)值。如圖2所示，是申請(qǐng)?zhí)朇N200420091345.4的中國(guó)專利中公開的一種寬頻帶低誤差絕對(duì)值電路。當(dāng)端口 14輸入正極性信號(hào)時(shí)，運(yùn)算放大器由于采用單電源Vcc(正電源)供電，所以運(yùn)算放大器26截止，運(yùn)算放大器27工作，端口 30的輸出由運(yùn)算放大器27的輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻28和電阻29的分壓決定的；同理，當(dāng)端口 I輸入負(fù)極性信號(hào)時(shí)，運(yùn)算放大器26工作，運(yùn)算放大器27截止，端口 30的輸出由運(yùn)算放大器26的輸出電壓經(jīng)過(guò)電阻28和電阻29的分壓決定的。這種方案的缺點(diǎn)在于，輸出電壓要考慮負(fù)載對(duì)電阻28和電阻29的分壓的影響，而且不適合實(shí)現(xiàn)電流的絕對(duì)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種便于實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)絕對(duì)值功能的電路，其輸出電壓與輸入電流信號(hào)的絕對(duì)值成正比。本發(fā)明的目的之二在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種便于實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)絕對(duì)值功能的電路驅(qū)動(dòng)方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的之一所采用的技術(shù)方案為:一種電流絕對(duì)值電路，包括輸入端口、整流橋、第一電阻、差分放大電路和輸出端口 ；所述整流橋包括第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管；其中第一二極管的陽(yáng)極與輸入端口連接，第二二極管的陽(yáng)極與參考地連接，第三二極管的陰極與輸入端口連接，第四二極管的陰極與參考地連接，第一二極管的陰極與第二二極管的陰極連接，第三二極管的陽(yáng)極與第四二極管的陽(yáng)極連接，第一電阻連接在第二二極管的陰極和第四二極管的陽(yáng)極之間；所述差分放大電路包括第一運(yùn)算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻和第五電阻，且第二電阻與第四電阻阻值相等，第三電阻與第五電阻阻值相等；其中第二電阻連接在第二二極管的陰極與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端之間，第三電阻連接在第一運(yùn)算放大器的同相輸入端與參考地之間，第四電阻連接在第四二極管的陽(yáng)極與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端之間，第五電阻連接在第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端口之間，第一運(yùn)算放大器的輸出與輸出端口相連。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的之二所采用的技術(shù)方案為:一種電流絕對(duì)值電路的驅(qū)動(dòng)方法，包括如下步驟:步驟一、輸入電流經(jīng)整流橋整流為直流電流；步驟二、使整流后的直流電流流經(jīng)第一電阻，則在第一電阻上產(chǎn)生的直流電壓與輸入電流的絕對(duì)值成正比；步驟三、將第一電阻上的電壓經(jīng)差分放大電路雙端變單端后輸出，從而在輸出端口與參考地之間獲得一個(gè)與輸入電流絕對(duì)值成正比的電壓，此處所謂雙端變單端就是將與參考地不相連的第一電阻的兩個(gè)端電壓之差轉(zhuǎn)換為輸出端口相對(duì)于參考地的電壓，便于將此對(duì)應(yīng)于輸入電流絕對(duì)值的電壓信號(hào)輸出給其他共參考地的電路使用。設(shè)輸入電流為i，差分放大電路的輸出即第一運(yùn)算放大器的輸出電壓為Vo,第一電阻阻值為R1，第二、四電阻阻值相等且等于R2，第三、五電阻阻值相等且等于R3，則Vo I i I XRlX (R3/R2)，此公式的準(zhǔn)確性取決于整流橋的輸出電流是否全部流經(jīng)第一電阻，因此R2及R3應(yīng)盡可能大，從而減小第二、三、四、五電阻對(duì)流經(jīng)第一電阻電流的分流作用。優(yōu)選的，所述第一電阻阻值取1Ω，取第二、三、四、五電阻阻值相等且等于100ΚΩ，則 Vo ^ I i I。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:(I)本發(fā)明是針 對(duì)輸入為電流信號(hào)而提出的，用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓正比于輸入電流的絕對(duì)值，現(xiàn)有技術(shù)是針對(duì)輸入為電壓信號(hào)的，只適合于實(shí)現(xiàn)輸出電壓正比于輸入電壓的絕對(duì)值。(2)本發(fā)明采用整流橋而不是通過(guò)運(yùn)算放大器來(lái)獲取輸入電流絕對(duì)值，其優(yōu)點(diǎn)是避免了運(yùn)算放大器輸出滯后于輸入的問(wèn)題，因此適用頻率更高。(3)對(duì)稱性好，本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是通過(guò)整流橋來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入電流的絕對(duì)值功能，整流橋輸出直流電流與輸入電流的絕對(duì)值完全相等，與輸入電流的方向無(wú)關(guān)，而在采用現(xiàn)有技術(shù)的絕對(duì)值電路中，輸入電壓信號(hào)極性不同，在電路中的傳輸路徑也不同，因此難以保證大小相同極性相反的電壓信號(hào)在輸出端的絕對(duì)值完全相同。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的絕對(duì)值電路圖圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種頻帶低誤差絕對(duì)值電路圖圖3是本發(fā)明的電流絕對(duì)值電路圖圖4是本發(fā)明的電路驅(qū)動(dòng)方法的流程框架圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。如圖3所示，電流絕對(duì)值電路包括輸入端口、整流橋、第一電阻、差分放大電路和輸出端口。所述整流橋包括第一二極管2、第二二極管3、第三二極管4、第四二極管5 ;其中第一二極管2的陽(yáng)極與輸入端口 I連接，第二二極管3的陽(yáng)極與參考地連接，第三二極管4的陰極與輸入端口 I連接，第四二極管5的陰極與參考地連接，第一二極管2的陰極與第二二極管3的陰極連接，第三二極管4的陽(yáng)極與第四二極管5的陽(yáng)極連接，第一電阻6連接在第二二極管3的陰極和第四二極管5的陽(yáng)極之間。所述差分放大電路包括第一運(yùn)算放大器11、第二電阻7、第三電阻8、第四電阻9和第五電阻10，且第二電阻7與第四電阻9阻值相等，第三電阻8與第五電阻10阻值相等；其中第二電阻7連接在第二二極管3的陰極與第一運(yùn)算放大器11的同相輸入端之間，第三電阻8連接在第一運(yùn)算放大器11的同相輸入端與參考地之間，第四電阻9連接在第四二極管5的陽(yáng)極與第一運(yùn)算放大器11的反相輸入端之間，第五電阻10連接在第一運(yùn)算放大器11的反相輸入端與輸出端口 12之間,第一運(yùn)算放大器的輸出與輸出端口 12相連。第一運(yùn)算放大器11采用雙電源，即Vcc (正電源)和-Vcc (負(fù)電源)供電。如圖4所示，本發(fā)明電路驅(qū)動(dòng)方法的流程控制圖:輸入電流經(jīng)過(guò)整流橋后變換為直流電流并流經(jīng)電阻6，這樣在電阻6上產(chǎn)生的電壓正比于輸入電流的絕對(duì)值，電阻6上的電壓經(jīng)差分放大電路雙端變單端后在輸出端口 12和參考地之間輸出。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電流絕對(duì)值電路，其特征在于:包括輸入端口(I)、整流橋、第一電阻(6)、差分放大電路和輸出端口； 所述整流橋包括第一二極管(2)、第二二極管(3)、第三二極管(4)、第四二極管(5);其中第一二極管(2)的陽(yáng)極與輸入端口(I)連接，第二二極管(3)的陽(yáng)極與參考地連接，第三二極管(4)的陰極與輸入端口(I)連接，第四二極管(5)的陰極與參考地連接，第一二極管(2)的陰極與第二二極管(3)的陰極連接，第三二極管(4)的陽(yáng)極與第四二極管(5)的陽(yáng)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流絕對(duì)值電路，其特征在于，所述差分放大電路包括第一運(yùn)算放大器(11)、第二電阻(7)、第三電阻(8)、第四電阻(9)和第五電阻(10)，且第二電阻(7)與第四電阻(9)阻值相等，第三電阻(8)與第五電阻(10)阻值相等；其中第一電阻(6)連接在第二二極管(3)的陰極和第四二極管(5)的陽(yáng)極之間，第二電阻(7)連接在第二二極管(3)的陰極與第一運(yùn)算放大器(11)的同相輸入端之間，第三電阻(8)連接在第一運(yùn)算放大器(11)的同相輸入端與參考地之間，第四電阻(9)連接在第四二極管(5)的陽(yáng)極與第一運(yùn)算放大器(11)的反相輸入端之間，第五電阻(10)連接在第一運(yùn)算放大器(11)的反相輸入端與輸出端口(12)之間，第一運(yùn)算放大器的輸出與輸出端口(12)相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電流絕對(duì)值電路，包括一個(gè)整流橋，一個(gè)由電阻和運(yùn)算放大器組成的差分放大電路。輸入電流經(jīng)過(guò)整流橋整流變?yōu)橹绷麟娏?，再?jīng)過(guò)差分放大電路雙端變單端后輸出，使輸出電壓為輸入電流的絕對(duì)值。本實(shí)用新型還公開了一種電流絕對(duì)值電路的驅(qū)動(dòng)方法。具有能夠有效的減少運(yùn)算放大器的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)輸出電壓為輸入電流的絕對(duì)值的功能等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K19/00GK202998050SQ20122069462
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月16日
發(fā)明者王劍, 黃鑫, 田聯(lián)房 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)