专利名称：一种差分运放电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种差分运放电路；
背景技术：
在对地铁的运行进行监控的过程中，参比电位的测量具有很重要的意义。由于在地铁运行的过程中采用直流供电，利用钢轨作为返回线，容易产生杂散电流引起沿线金属部件的电化腐蚀。通过参比电位的测量可以监测沿线金属部件的腐蚀情况，并且可以根据杂散电流的分布和泄露情况，通过排流柜智能的自动控制排流柜排流，减小杂散电流对沿线金属部件的影响。参比电位是结构钢或道床对参比电极的电位差值，是典型的差分信号。由于该差分信号为直流电信号，对该差分信号进行测量需要经过数模转换A/D电路，而该A/D电路的输入范围为士5V，而差分信号一般的电压为士4V，考虑到电信号电压的波动，假设电信号电压的波动范围可以达到士 10V，则超过了 A/D电路的输入范围，此时，需要在该差分信号经过该A/D电路之前，通过差分运放电路对差分信号进行调整，但现有的差分运放电路的放大倍数一般都大于1，而上述情况所需要的放大倍数要小于1，且在若差分运放电路的放大倍数小于1，容易产生运放自激(由于在深度反馈的情况下容易产生运放自激，即反馈 (F)越大，运放自激就越容易产生，而自激振荡又有IAFI = 1，A为放大倍数的大小，则A与 F成反比关系，故放大倍数越小就越容易产生运放自激)，导致即使没有电信号输入时，差分运放电路的输出端也会产生一定幅度的输出值，从而导致差分信号的测量出错。
实用新型内容本实用新型实施例提供了一种差分运放电路，用于减小差分信号的电压值，并避免产生运放自激。本发明提供的差分运放电路，包括调节电路，第一运算放大器以及反馈电路；所述调节电路用于接收输入的差分信号，并调节差分运放电路的放大倍数，使得差分运放电路输出信号的电压小于输入信号的电压，所述调节电路的输出端分别与所述第一运算放大器的正极输入端和负极输入端相连；所述反馈电路包括第一电阻(Rl)以及第一电容 (Cl)，所述第一电阻(Rl)与所述第一电容(Cl)并联；所述反馈电路的一端与所述第一运算放大器的负极输入端相连，所述反馈电路的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连， 所述第一运算放大器的电源输入端分别接上正极电源与负极电源。从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点本实用新型的差分运放电路中包含有调节电路以及第一运算放大器，差分信号从调节电路的信号输入端输入，然后传输到第一运算放大器中，调节电路和第一运算放大器可以共同对该差分信号进行调节，使得该差分信号的电压减小，并且在调节的同时通过反馈电路的调节，防止运放自激。
图1是本实用新型实施例中差分运放电路的一个结构示意图；图2是本实用新型实施例中差分运放电路的一个实例示意图；图3是本实用新型实施例中差分运放电路的另一个实例示意图；图4是本实用新型实施例中差分运放电路的另一个实例示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种差分运放电路，用于减小差分信号的电压值，并避免产生运放自激。请参阅图1，本实用新型实施例中差分运放电路的一个实施例包括调节电路101，第一运算放大器102以及反馈电路103 ；调节电路101用于接收输入的差分信号，并通过调节电路101中的电阻分配调节差分运放电路的放大倍数，使得差分运放电路输出信号的电压小于输入信号的电压；所述调节电路101的输出端分别与第一运算放大器102的正极输入端和负极输入端相连，即经调节电路101调节后的差分信号分正负极分别输入到第一运算放大器102中进行进一步的电压调节。反馈电路103包括有第一电阻Rl以及第一电容Cl，该第一电阻Rl与该第一电容 Cl并联；反馈电路103的一端(即第一电阻Rl与第一电容Cl并联后的公共端)与第一运算放大器102的负极输入端相连，所述反馈电路103的另一端(即第一电阻Rl与第一电容 Cl并联后的另一公共端)与所述第一运算放大器102的输出端相连。第一运算放大器102的电源输入端分别接上正极电源与负极电源。本实用新型的差分运放电路中包含有调节电路以及第一运算放大器，差分信号从调节电路的信号输入端(由于接收的是差分信号，因此该信号输入端包括有正极输入端和负极输入端)输入，然后传输到第一运算放大器中，调节电路和第一运算放大器可以共同对该差分信号进行调节，使得该差分信号的电压减小，并且在调节的同时通过反馈电路的调节，防止运放自激。下面对本实用新型实施例中的差分运放电路进行详细描述，请参阅图2，本实用新型实施例中差分运放电路的另一实施例包括调节电路、第一运算放大器以及反馈电路；调节电路包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4，所述第三电阻R3接电源地；调节电路的第二电阻R2端接收差分信号的正极信号，调节电路的第四电阻R4端接收差分信号的负极信号，第二电阻R2与第三电阻R3并联，且第二电阻R2和第三电阻R3分别与第一运算放大器的正极输入端相连，第四电阻R4与第一运算放大器的负极输入端相连。通过上述调节电路中第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、以及反馈电路中第一电阻Rl和第一运算放大器的共同调节，使得本实用新型差分运放电路的输出信号的电压小于输入信号的电压；。反馈电路包括有第一电阻Rl以及第一电容Cl，该第一电阻Rl与该第一电容Cl并联；反馈电路的一端(即第一电阻Rl与第一电容Cl并联后的公共端)与第一运算放大器的负极输入端相连，所述反馈电路的另一端(即第一电阻Rl与第一电容Cl并联后的另一公共端)与所述第一运算放大器的输出端相连。第一运算放大器的电源输入端分别接上正极电源与负极电源。考虑到信号输入端的保护以及信号输出端输出信号的稳定，本实用新型还可以相应的增加一下电子元件，具体请参阅图3，本实用新型实施例中差分运放电路的另一实施例包括高压保护电路，调节电路，第一运算放大器、反馈电路以及第二运算放大器；高压保护电路包括有热敏电阻PTC以及瞬态二极管Z，热敏电阻PTC与第二电阻 R2串联，瞬态二极管Z与调节电路的输入端并联；热敏电阻PTC和瞬态二极管Z可以对信号输入端进行保护，防止错接了高电压信号损坏内部元器件。调节电路包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4，所述第三电阻R3接电源地；调节电路的第二电阻R2端接收差分信号的正极信号，调节电路的第四电阻R4端接收差分信号的负极信号，第二电阻R2与第三电阻R3并联，且第二电阻R2和第三电阻R3分别与第一运算放大器的正极输入端相连，第四电阻R4与第一运算放大器的负极输入端相连。通过上述调节电路中第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、以及反馈电路中第一电阻Rl和第一运算放大器的共同调节，使得本实用新型差分运放电路的输出信号的电压小于输入信号的电压；。 反馈电路包括有第一电阻Rl以及第一电容Cl，该第一电阻Rl与该第一电容Cl并联；反馈电路的一端(即第一电阻Rl与第一电容Cl并联后的公共端)与第一运算放大器的负极输入端相连，所述反馈电路的另一端(即第一电阻Rl与第一电容Cl并联后的另一公共端)与所述第一运算放大器的输出端相连。第一运算放大器的电源输入端分别接上正极电源与负极电源，第二运算放大器的正极输入端与所述第一运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的负极输入端与第二运算放大器的输出端相连。由于第二运算放大器的正极输入端与负极输入端的电压相等，在第二运算放大器的正极输入端与所述第一运算放大器的输出端相连，以及第二运算放大器的负极输入端与第二运算放大器的输出端相连之后，第二运算放大器输出信号的电压就可以保证和第一运算放大器的输出信号的电压相等，形成电压跟随的效果。由于要对地铁进行全程监测，要测量很多路参比电位信号，所以有些线要拉很长， 不可避免的会引进一些干扰，这些干扰需要进行滤除，否则会影响到测量的精度；请参阅图 4，本实用新型实施例中差分运放电路的另一实施例包括调节电路、输入控制电路、滤波电路、第一运算放大器、反馈电路以及第二运算放大器；高压保护电路包括有热敏电阻PTC以及瞬态二极管Z，热敏电阻PTC与第二电阻 R2串联，瞬态二极管Z与调节电路的输入端并联；热敏电阻PTC和瞬态二极管Z可以对信号输入端进行保护，防止错接了高电压信号损坏内部元器件。输入控制电路包括有第五电阻R5、第二电容C2以及第三电容C3 ；第五电阻R5与调节电路的输入端并联，第五电阻R5的两端分别连接第二电容C2以及第三电容C3，第二电容C2和第三电容C3分别接屏蔽地。该输入控制电路可以防止其它电信号的干扰，保证在差分信号的输入端没有差分信号接入时，该输入端的读数为零。[0038]调节电路包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4，所述第三电阻R3接电源地；调节电路的第二电阻R2端接收差分信号的正极信号，调节电路的第四电阻R4端接收差分信号的负极信号，第二电阻R2与第三电阻R3并联，且第二电阻R2和第三电阻R3分别与第一运算放大器的正极输入端相连，第四电阻R4与第一运算放大器的负极输入端相连。通过上述调节电路中第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、以及反馈电路中第一电阻Rl和第一运算放大器的共同调节，使得本实用新型差分运放电路的输出信号的电压小于输入信号的电压。反馈电路包括有第一电阻Rl以及第一电容Cl，该第一电阻Rl与该第一电容Cl并联；反馈电路的一端(即第一电阻Rl与第一电容Cl并联后的公共端)与第一运算放大器的负极输入端相连，所述反馈电路的另一端(即第一电阻Rl与第一电容Cl并联后的另一公共端)与所述第一运算放大器的输出端相连。第一运算放大器的电源输入端分别接上正极电源与负极电源，第二运算放大器的正极输入端与所述第一运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的负极输入端与第二运算放大器的输出端相连。滤波电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4、第五电容C5 以及第六电容C6 ；第六电阻R6与第二电阻R2串联，第四电容C4接入在第六电阻R6和第二电阻R2 之间；第七电阻R7第四电阻R4串联，第五电容C5接入在第七电阻R7和第四电阻R4之间；第八电阻R8与第一运算放大器的输出端相连，第六电容C6接入在第八电阻R8和第二运算放大器的正极输入端之间。第六电阻R6、第七电阻R7、第四电容C4以及第五电容C5构成的低通滤波器，滤除地铁轨道中高频信号的干扰；第八电阻R8以及第六电容C6再构成一个低通滤波器，在信号
输出端进一步滤除高频信号。在实际应用中，第一运算放大器以及第二运算放大器可以选用0P2177，而第一运算放大器的正负输入电压分别为正12伏以及负12伏；由于差分信号一般的电压为士4V， 考虑到电信号电压的波动，将本实用新型差分运放电路的可测差分信号预设为士 10V，则第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7以及第一运算放大器共同将本实用新型差分运放电路的输出信号和输入信号的比例调节为0.4，使得输入A/D电路的电信号在士5V之内。此外，第一运算放大器的供电电压的范围可以为士2.5V至士 15V， 具体视运算放大器的型号以及差分运放电路所需求的电压值而定。上面仅以一些例子对本实用新型实施例中的应用场景进行了说明，可以理解的是，在实际应用中，还可以有更多的应用场景，具体此处不作限定。以上对本实用新型所提供的一种差分运放电路进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种差分运放电路，其特征在于，包括调节电路，第一运算放大器以及反馈电路；所述调节电路用于接收输入的差分信号，并调节差分运放电路的放大倍数，使得差分运放电路输出信号的电压小于输入信号的电压，所述调节电路的输出端分别与所述第一运算放大器的正极输入端和负极输入端相连；所述反馈电路包括第一电阻(Rl)以及第一电容(Cl)，所述第一电阻(Rl)与所述第一电容(Cl)并联；所述反馈电路的一端与所述第一运算放大器的负极输入端相连，所述反馈电路的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第一运算放大器的电源输入端分别接上正极电源与负极电源。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述调节电路包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)以及第四电阻(R4)，所述第三电阻 (R3)接电源地；所述调节电路的输出端分别与所述第一运算放大器的正极输入端和负极输入端相连， 包括所述第二电阻(R2)与所述第三电阻(R3)并联，且所述第二电阻(R2)和所述第三电阻 (R3)分别与所述第一运算放大器的正极输入端相连，所述第四电阻(R4)与所述第一运算放大器的负极输入端相连。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括高压保护电路，所述高压保护电路包括有热敏电阻(PTC)以及瞬态二极管(Z)，所述热敏电阻(PTC)与所述第二电阻(R2)串联，所述瞬态二极管(Z)与所述调节电路的输入端并联。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括输入控制电路，所述输入控制电路包括第五电阻(R5)、第二电容(以)以及第三电容 (C3)；所述第五电阻(R5)与所述调节电路的输入端并联，所述第五电阻(R5)的两端分别连接第二电容(以)以及第三电容(C3)，所述第二电容(以)和第三电容(O)分别接屏蔽地。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正极输入端与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的负极输入端与第二运算放大器的输出端相连。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电路还包括滤波电路，所述滤波电路包括第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第四电容(C4)、第五电容(C5)以及第六电容(C6)；所述第六电阻(R6)与所述第二电阻(M)串联，所述第四电容(C4)接入在所述第六电阻(R6)和所述第二电阻(R2)之间；所述第七电阻(R7)与所述第四电阻(R4)串联，所述第五电容(( )接入在所述第七电阻(R7)和所述第四电阻(R4)之间；所述第八电阻(R8)与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第五电容(C6)接入在所述第八电阻(R8)和所述第二运算放大器的正极输入端之间。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种差分运放电路，用于减小差分信号的电压值，并避免产生运放自激。该装置包括调节电路，第一运算放大器以及反馈电路；所述调节电路用于接收输入的差分信号，并调节差分运放电路的放大倍数，使得差分运放电路输出信号的电压小于输入信号的电压，所述调节电路的输出端分别与所述第一运算放大器的正极输入端和负极输入端相连；所述反馈电路的一端与所述第一运算放大器的负极输入端相连，所述反馈电路的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第一运算放大器的电源输入端分别接上正极电源与负极电源。
文档编号H03F3/45GK202168038SQ20112022881
公开日2012年3月14日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者程许平, 董光府, 郭彩霞 申请人:深圳市华力特电气股份有限公司