低功耗压控增益放大器电路的制作方法

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种低功耗压控增益放大器电路。

背景技术：

在控制电路中，经常会遇到一个信号的强度需要由另一个信号的强度来控制，比如永磁式流量计的温度补偿电路，永磁式管道钠流量计基于法拉第电磁感应定律的原理，即导电流体在垂直于磁场的管道中流动时切割磁力线，在与钠液运动方向和磁力线方向相垂直的两电极上产生感应电动势。实际应用中，由于温度影响，因此为了精确测量流速，必须对测量参数进行温度补偿，即根据流体温度来调整参数的增益。

目前，市场上有集成的压控增益芯片，但是该类芯片的功耗较大，例如常用的芯片VCA810工作电流为24mA，如此大的工作电流对于工业用两线制4-20变送器无法使用，无法满足工业上对功耗的需求。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种低功耗压控增益放大器电路，以解决上述技术问题。

本实用新型提供的低功耗压控增益放大器电路，包括偏置电路、加法器、第一N沟道结型场效应管和第二N沟道结型场效应管；

所述第一N沟道结型场效应管的栅极与偏置电路连接，其漏极与第一输入电压连接，其源极接地，所述第二N沟道结型场效应管的栅极与加法器的输出端连接，其漏极与第二输入电压连接，其源极接地，所述偏置电路与加法器的输入端连接。

进一步，还包括仪表放大器，所述第一输入电压与仪表放大器的正向输入端连接，所述第二输入电压与仪表放大器的负向输入端连接。

进一步，还包括用于测量温度偏差信号的测温模块，所述测温模块的输出端和偏置电路分别与加法器的正向输入端连接，所述温度偏差信号为管道内介质温度与标定温度的差值。

进一步，所述加法器包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第一电阻的一端与运算放大器的负向输入端连接，另一端与运算放大器的输出端连接，所述第二电阻的一端接地，另一端分别与运算放大器的正向输入端、第四电阻的一端和第五电阻的一端连接，第四电阻的另一端与偏置电路连接，第五电阻的另一端与温度偏差信号连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型中的低功耗压控增益放大器电路，通过本实用新型中的电路结构，可以大大降低通过电流，从而极大的降低了功耗，同时双管的差分设计电路大大降低了温度漂移，提高了测量精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例中低功耗压控增益放大器电路的原理框图。

图2是本实用新型实施例中低功耗压控增益放大器电路的结型场效应管电压与电流及偏置电压关系示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例中的低功耗压控增益放大器电路，低功耗压控增益放大器电路，其特征在于：包括偏置电路、加法器、第一N沟道结型场效应管Q5和第二N沟道结型场效应管Q6；

第一N沟道结型场效应管Q5的栅极与偏置电路连接，其漏极与第一输入电压VIN1连接，其源极接地，所述第二N沟道结型场效应管的栅极与加法器的输出端连接，其漏极与第二输入电压VIN2连接，其源极接地，所述偏置电路与加法器的输入端连接。

在本实施例中，第一N沟道结型场效应管Q5和第二N沟道结型场效应管Q6是决定压控增益效果的核心器件，偏置电路用于产生偏置电压，如图2所示，VDS小于0.4V时，N沟道结型场效应管的漏源电流受控于偏置电压VGS，在此范围内，VGS与漏源电流ID成线性关系。

由于永磁式电磁流量计的原理：

感应电动势E＝B*L*V

其中：B为永磁体磁通密度，L为管道直径V为管道内流体流速。

在实际应用中，B值随温度变化，温度升高时B值减小；温度降低时，B值增大，因此为了精确测量流速，必须对B值进行温度补偿，即根据流体温度来调整E的增益。优选地，本实施例在实际应用中测温模块采用热电偶，热电偶输出电压信号，根据该电压值调整E的增益，即压控增益。

E为没有经过温度补偿的初始电压信号，Vtd是管道内介质温度与标定时候温度差值，该值越大，B值变化越大，E的补偿比例就越大，即仪表放大器U28的输出电压Vc越大；Vtd＝0，表明温度与标定温度相同，不需要进行补偿E，即Vc＝0。

如图1所示，本实施例中的偏置电路主要由电阻R215、电阻R216、电阻R217、电阻R218、电阻R219和放大器U19B组成，用于产生偏置电压。

本实施例中的加法器包括运算放大器U16A、第一电阻R64、第二电阻R210、第三电阻R211、第四电阻R212和第五电阻R222，所述第一电阻的一端与运算放大器的负向输入端连接，另一端与运算放大器的输出端连接，所述第二电阻的一端接地，另一端分别与运算放大器的正向输入端、第四电阻的一端和第五电阻的一端连接，第四电阻的另一端与偏置电路连接，第五电阻的另一端与温度偏差信号连接。加法器的输出为：

VO1＝VBIAS+Vtd

其中，VBIAS为晶体管Q5偏置电压，即图2中的VGS。

由上式可知，当Vtd＝0,VO1＝VBIAS,第二N沟道结型场效应管Q6的偏置电压也是VBIAS，第一N沟道结型场效应管Q5和第二N沟道结型场效应管Q6的偏置电压相等，因此流过Q5、Q6的漏源电流ID也相等。

由于R207＝R208＝30k，因此VIN1＝VIN2，仪表放大器U28的差分输入电压为0，输出电压Vc＝0，即补偿量为0.

当Vtd>0时，Q5偏置电压仍然为VBIAS,而Q6的偏置电压为

VBIAS+Vtd>VBIAS，因此流过Q6的电流大于流过Q5的电流，

VIN1与VIN2的差值增大，仪表放大器U28输出Vc增大，实现了对电动势E的温度补偿。

在本实施例中，Vn最大为0.5V，R207＝R208＝30k，流过Q5和Q6的电流最大为2*0.5/30＝0.033mA，而集成的压控增益芯片电流一般都在20mA以上，极大的降低了功耗。同时双管的差分设计电路大大降低了温度漂移。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。