一种量程变换与零点调整电路的制作方法

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一种量程变换与零点调整电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于单片机输入信号的电压处理技术领域,特别涉及一种量程变换与零点调整电路。
【背景技术】
[0002]在传感器和检测信号的处理中,传感器输出的信号往往不能满足后续电路的要求,必须对其进行各种处理,而量程变换与零点调整是经常需要面对的工作。
[0003]现在,单片机作为测控信号处理的核心,许多单片机已集成了 10位、12位的A/D转换器,其输入的信号电压往往是O?3.3V、0?5V。如果输入信号电压超过该范围就会烧毁单片机。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提出一种量程变换与零点调整电路,使其满足单片机的A/D转换器的量程。
[0005]为实现上述技术目的,本实用新型采用如下技术方案予以实现。
[0006]一种量程变换与零点调整电路包括:反相器、反相放大器、反相加法器、以及用于接收直流电流信号并用于将所述直流电流信号转变为直流电压信号的第一电阻,所述反相器的输入端接入所述直流电压信号;所述反相放大器的反相输入端电连接有第一直流电源,所述反相放大器的同相输入端接地,所述第一直流电源的电压值为正值;所述反相加法器的反相输入端电连接所述反相器的输出端和所述反相加法器的输出端的公共节点,所述反相加法器的同相输入端接地,所述反相加法器的输出端为所述量程变换与零点调整电路的输出端。
[0007]本实用新型的特点和进一步改进在于:
[0008]所述量程变换与零点调整电路还包括第一二极管和第二二极管,所述反相加法器的输出端分别电连接第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极,所述第一二极管的阴极电连接第一直流电源,所述第二二极管的阳极接地。
[0009]所述量程变换与零点调整电路还包括第二电阻,所述反相器采用0P07运算放大器;所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端的公共节点用于接入所述直流电流信号,所述第一电阻的另一端和所述反相器的同相输入端的公共节点接地,所述第二电阻的另一端电连接所述反相器的反相输入端,所述反相器的输出端和反相输入端之间还串接有第五电阻;所述反相器的负电源端电连接有第二直流电源,所述第二直流电源的电压值为负值,所述反相器的正电源端电连接有第三直流电源,所述第三直流电源的电压值为正值。所述量程变换与零点调整电路还包括第六电阻和第七电阻;所述第六电阻的一端电连接反相器的输出端,所述第七电阻的一端电连接所述反相放大器的输出端,所述第七电阻的另一端和所述第六电阻的另一端的公共节点电连接所述反相加法器的反相输入端。所述第一直流电源的电压值为2.5V,所述第二直流电源的电压值为-12V,所述第三直流电源的电压值为12V,所述直流电流信号-25mA?25mA的直流电流信号,所述第一电阻的阻值为60 Ω,所述第二电阻的阻值为1kD。
[0010]所述反相放大器采用0P07运算放大器;所述反相放大器的负电源端电连接第二直流电源,所述第二直流电源的电压值为负值,所述反相放大器的正电源端电连接有第三直流电源,所述第三直流电源的电压值为正值。所述第一直流电源的电压值为2.5V,所述第二直流电源的电压值为-12V,所述第三直流电源的电压值为12V。
[0011]本实用新型的有益效果为:能够实现对输入信号的量程变换与零点调整。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型具体实施例的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0014]本实用新型中提出了一种量程变换与零点调整电路,该量程变换与零点调整电路包括第一电阻R1,第一电阻用于接收直流电流信号,直流电流信号经过第一电阻之后转变为对应的直流电压信号。上述量程变换与零点调整电路还包括反相器Tl,反相器用于对输入电压信号进行取反,并将取反后的电压信号向外输出。本实用新型实施例中,反相器Tl的输入端用于接收来自第一电阻的直流电压信号。
[0015]上述量程变换与零点调整电路还包括反相放大器T2,反相放大器T2的反相输入端接地,反相放大器T2的同相输入端电连接有第二直流电源,第一直流电源的电压值为正值。
[0016]上述量程变换与零点调整电路还包括反相加法器T3,所述反相加法器T3的反相输入端分别电连接所述反相器的输出端和所述反相加法器的输出端,反相加法器T3的同相输入端接地,本实用新型实施例中,反相加法器T3用于对反相输入端接收的两个电压信号进行求和并取反,反相加法器T3的输出端为所述量程变换与零点调整电路的输出端,反相加法器T3的输出端电连接单片机的电源端。
[0017]下面通过一个具体实施例来对本实用新型作出进一步说明。
[0018]参照图1,为本实用新型具体实施例的电路结构示意图。在该具体实施例中,还设置有第二电阻R2至第八电阻R8,反相器Tl、反相放大器T2和反相加法器T3均采用0P07运算放大器,0P07运算放大器的失调电压较小。由于在量程变换与零点调整电路中输入的信号为双极性信号,所以运算放大器选择正负双电压电源。而0P07运算放大器的同相输入端不需要采用平衡电阻。在该具体实施例中,还设置有第二直流电源和第三直流电源,第一直流电源的电压值为2.5V,第二直流电源的电压值为-12V,第三直流电源的电压值为12V。
[0019]在该具体实施例中,直流电流信号为-25mA?25mA的直流电流信号,第一电阻Rl的一端和第二电阻R2的一端的公共节点用于接入所述直流电流信号,第一电阻Rl的另一端和反相器Tl的同相输入端的公共节点接地,第二电阻R2的另一端电连接反相器Tl的反相输入端,反相器Tl的输出端和反相输入端之间还串接有第五电阻R5。反相器Tl的正电源端电连接第三直流电源,反相器Tl的负电源端电连接第二直流电源。第一电阻Rl的阻值为60Ω (可以通过调节最大阻值为100 Ω的电位器获取),第二电阻R2的阻值为1kQ。根据欧姆定律,直流电流信号在经过第一电阻Rl之后转变为-1.5?1.5V的直流电压信号。对于反相器Tl来说,第一电阻Rl与反相器Tl的输入阻抗1kQ相比非常小,由此造成的反相器的反相运算误差可以忽略。-1.5?1.5V的直流电压信号经过反相器Tl之后变为1.5?-1.5V的直流电压信号。
[0020]在该具体实施例中,第三电阻R3的一端电连接第一直流电源,另一端电连接反相放大器T2的反相输入端,反相放大器T2的同相输入端接地,反相放大器T2的负电源端电连接第二直流电源,反相放大器T2的正电源端电连接第三直流电源。反相放大器T2的输出端和反相输入端之间还串接有第四电阻R4。在该具体实施例中,第二直流电源由精密电压源(型号为MC1403)提供,2.5V电压经过反相放大器之后,其输出信号调整为-1.5V的电压信号。反相放大器的输出阻抗接近0,所以-
再多了解一些
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