一种无源热电阻传感器信号模拟电路的制作方法
【专利摘要】本发明属于传感器信号模拟范畴，涉及到一种热电阻传感器信号模拟电路。所述无源热电阻传感器信号模拟电路包括数/模转换芯片、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器和拨档开关以及若干电容电阻。其中，拨档开关通过电压跟随电路与数/模转换芯片参考端相连，且数/模转换芯片的反馈端和输出端依次串接由运算放大器构成的滤波电路和比例放大电路。本发明输出的电阻信号具备真实电阻的物理特性，带负载能力强，不受后续电路干扰；此外，本发明能将数字量给定线性地转化成热电阻信号输出，输出连续、精度高且输出范围可通过拨档开关调节。
【专利说明】一种无源热电阻传感器信号模拟电路
【技术领域】
[0001]本发明属于传感器信号模拟范畴，涉及到一种热电阻传感器信号模拟电路。
【背景技术】
[0002]目前热电阻传感器信号模拟主要有两种方法，第一种方法参见图1，电路由有限个电阻(Rl、R2、…、Rn)串联而成,在每一个电阻上并联一个程控继电器开关(ΚΙ、K2、…、Kn)。当程控继电器开关闭合时，与之相对应的电阻处于短路状态，这样电路的输出电阻就为与处于断开状态的程控继电器相对应的电阻值之和。这种方法带来的缺点显而易见，输出的电阻值为离散的，精度太低，不能输出连续的满足分辨率要求的热电阻信号，且开关切换时有扰动。
[0003]另一种方法是采用有源的方式，利用精密运算放大器缓冲输入电压，并通过数/模转换器调整施加于标准电阻上电压与电流的比例，从而改变电阻值。通过内置的精密电阻测量电路测算了运放的失调电压，并用数/模转换器自动补偿失调电压，可取得高精度的可编程合成电阻。这种方法虽然输出的电阻值连续，但不具备真实电阻的物理特性，带负载能力弱，只要负载端电路有电流输入到精密电阻上，就会对该电路造成干扰。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:提出一种具备真实电阻物理特性的、输出能连续变化的热电阻传感器信号模拟电路。
[0005]本发明的技术方案是:一种无源热电阻传感器信号模拟电路，其包括数/模转换芯片、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器和拨档开关以及若干电容电阻，其中，数/模转换芯片接地，其参考电压端连接到由运算放大器构成的电压跟随电路的输出端，其反馈端与由运算放大器构成的滤波电路的输出端相连，且数模转换芯片的输出与该滤波电路中的运算放大器负极相连；电压跟随电路里的运算放大器输出端与负极相连，该运算放大器的正极接拨档开关一端的各输入管脚；该拨档开关的另一端的各输出管脚接电阻后接地；所述滤波电路中的运算放大器的负极与输出端之间接有电容C13，其正极直接接地，且输出端接用于比例放大的第二运算放大器正极；该第二运算放大器负极一路经电阻R7后接地，另一路经电阻R5后接作为输出的负极，第二运算放大器输出端接作为输出的负极RL。
[0006]第一运算放大器的输出端以及正极均经电容后接地。
[0007]第二运算放大器的输出端依次接电阻R8和电容C14后接地。
[0008]该第二运算放大器负极与输出端之间连接有电容C12。
[0009]第三运算放大器的输出端与第二放大器正极之间连接有电阻R9。
[0010]本发明的优点是:本发明输出的电阻信号具备真实电阻的物理特性，带负载能力强，不受后续电路干扰；此外，本发明能将数字量给定线性地转化成热电阻信号输出，输出连续、精度高且输出范围可通过拨档开关调节。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是一种现有技术热电阻传感器信号模拟电路的示意图，
[0012]图2是本发明无源热电阻传感器信号模拟电路的电路图，
[0013]其中，数/模转换芯片1、第一运算放大器2、拨档开关3、第二运算放大器4、第三运算放大器5。
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体实施例对本发明做进一步说明:
[0015]参见图2，其是本发明无源热电阻传感器信号模拟电路的电路图。所述无源热电阻传感器信号模拟电路包括数/模转换芯片1、第一运算放大器2、第二运算放大器4、第三运算放大器5和拨档开关3以及若干电容电阻。其中，数/模转换芯片I接地，其参考电压端连接到由运算放大器构成的电压跟随电路的输出端，其反馈电阻端(RFB)与由运算放大器构成的滤波电路的输出端相连，且数模转换芯片的输出与该滤波电路中的运算放大器负极相连。电压跟随电路里的运算放大器输出端与负极相连，且经电容接地，该运算放大器的正极一路经电容接地，一路接拨档开关3 —端的各输入管脚。该拨档开关3的另一端的各输出管脚接电阻后接地。滤波电路中的运算放大器的负极与输出端之间接有电容，其正极直接接地，且输出端经电阻R9后接用于比例放大的第二运算放大器正极。该第二运算放大器负极一路经电阻R7后接地，另一路经电阻R5后接作为输出的负极，且该第二运算放大器负极与输出端之间连接有电容C12。该第二运算放大器输出端经电阻R8后接作为输出的负极，并经电容C14接地。
[0016]在实际应用中，图2中的RH端作为输出的正极，RL端作为输出的负极。RH端通过运算放大器2组成的电压跟随器连接到数/模转换芯片I的参考电压输入端，也就是说RH端的电压Vkh与数/模转换芯片I的参考电压输入端的电压Vkef相等，即:
[0017]Veh — Veef (I)
[0018]数/模转换芯片I的作用是将上位机的数字量给定输出为模拟电压，运算放大器5为一滤波电路，为该芯片的标准外围电路。根据数/模转换芯片I的输出电压Vtot计算公式可得:
【权利要求】
1.一种无源热电阻传感器信号模拟电路，其特征在于，包括数/模转换芯片、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器和拨档开关以及若干电容电阻，其中，数/模转换芯片接地，其参考电压端连接到由运算放大器构成的电压跟随电路的输出端，其反馈端与由运算放大器构成的滤波电路的输出端相连，且数模转换芯片的输出与该滤波电路中的运算放大器负极相连；电压跟随电路里的运算放大器输出端与负极相连，该运算放大器的正极接拨档开关一端的各输入管脚；该拨档开关的另一端的各输出管脚接电阻后接地；所述滤波电路中的运算放大器的负极与输出端之间接有电容Cl3，其正极直接接地，且输出端接用于比例放大的第二运算放大器正极；该第二运算放大器负极一路经电阻R7后接地，另一路经电阻R5后接作为输出的负极，第二运算放大器输出端接作为输出的负极RL。
2.根据权利要求1所述的无源热电阻传感器信号模拟电路，其特征在于，第一运算放大器的输出端以及正极均经电容后接地。
3.根据权利要求2所述的无源热电阻传感器信号模拟电路，其特征在于，第二运算放大器的输出端依次接电阻R8和电容C14后接地。
4.根据权利要求3所述的无源热电阻传感器信号模拟电路，其特征在于，该第二运算放大器负极与输出端之间连接有电容C12。
5.根据权利要求4所述的无源热电阻传感器信号模拟电路，其特征在于，第三运算放大器的输出端与第二放大器正极之间连接有电阻R9。
【文档编号】H03K3/02GK103873022SQ201310146641
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】黄学进, 唐海洋 申请人:中国航空工业集团公司航空动力控制系统研究所