一种多功能变送混合集成电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混合集成电路，具体涉及一种伺服机构位移、压差、压力信号变换 混合集成电路。
【背景技术】
[0002] 以往伺服机构配套使用的位移、压差、压力变送混合集成电路采用过0102a、 0102b、0103、0103a、0103c等多种混合集成电路。由于技术条件限制，以往的混合集成电路 存在输出稳定度低、温漂大、抗干扰能力弱、变送功能单一等多重问题，同时由于部分变送 器件所使用的国外核心器件SE5521停产，因此需要研制国产化新型高精度、高可靠、高稳 定多功能混合集成电路代替以往混合集成电路。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能变送混合集成电路，实现对伺服机 构位移、压差、压力等多种信号的精确、稳定变换。
[0004] 为解决上述问题，本发明的多功能变送混合集成电路，信号调理芯片输入激磁信 号信号，第一放大器输入副边信号，第一放大器对副边信号放大后输入信号调理芯片，信号 调理芯片对放大后的副边信号与基础信号调制解调再放大后，输入第二放大器，第二放大 器对信号滤波后输入第三放大器，第三放大器对经过第二放大器处理过的信号与基准信号 加法处理，得到最终输出信号。
[0005] 所述信号调理芯片，其管脚P1引出为集成电路管脚Q11，管脚P2、P13、P18引出为 成电路管脚Q15,管脚P3、P14、P17引出为集成电路管脚Q16,管脚P5、P6通过电阻R1连接， 管脚P7、P8通过电容C1连接，管脚P10、P11通过电容C2连接，管脚P16、P24接地，管脚 P19、P20通过电容C3连接，管脚P21、P22通过电容C4连接，管脚P22、P23通过电容C5连 接，管脚P22引出为集成电路管脚Q10,管脚P23引出为集成电路管脚Q9,管脚P26引出为 集成电路管脚Q13，管脚P27引出为集成电路管脚Q14,管脚P28引出为集成电路管脚Q12。
[0006] 所述第一放大器，其反相输入端通过电阻R2引出为集成电路管脚Q1，反相输入端 通过电阻R2、R12引出为集成电路管脚Q2,反相输入端通过电阻R3连接于输出端。同相输 入端通过电阻Rl1接地且引出为集成电路管脚Q7，同相输入端通过电阻R4引出为集成电路 管脚Q3,同相输入端通过电阻R4、R13引出为集成电路管脚Q4,输出端连接信号调理芯片管 脚P15。
[0007] 所述第二放大器，其同相输入端通过电阻R6、R5连接于信号调理芯片管脚P23,同 相输入端通过电阻R6、电容C7连接于输出端，同相输入端通过电容C6接地，反相输入端连 接输入端且引出为集成电路管脚Q8。
[0008] 所述第三放大器，其同相输入端通过电阻R8连接第二放大器输出端，同相输入端 通过电阻R9引出为集成电路管脚Q5,反相输入端连接于输出端，引出为集成电路管脚Q6。
[0009] 所述电路的电阻均采用厚膜电阻。
[0010] 所述的信号调理芯片的型号为AD698。
[0011] 本发明采用双失调调整端代替单失调调整端，偏置电压与电源电压无关，通过并 联高精度电阻快速精确调整输出信号零位；采用全差动运放替代反向放大器，有效抑制共 模干扰，提高了电路抗干扰能力；采用两级放大倍数调节模式，可实现输出信号的大范围 和高精度幅值调整，可满足位移、压差等多种型号传感器的变送要求；通过优化调整电路Q 值，调整R6的阻值和C6的电容值有效提高了电路的频响指标，改善了动态特性，改善后的 动态特性可实现幅频特性为幅值比1±〇. 01，相频特性为相位滞后<3° ;通过外接无源元 件确定激磁频率和幅值，激磁频率和幅值由电阻和电容分别决定，提商了激磁频率和幅值 的稳定度；由两个同步解调级来对初级和次级电压进行解码，解码器决定了输出电压与输 入驱动电压的比率，输出信号传递函数直接由此比率参数决定，消除激磁频率和幅值变化 对信号输出的影响，加强了信号输出的稳定性；采用厚膜电阻替代薄膜电阻，提高了电路的 抗静电能力；采用金属双列直插浅腔管壳封装，全部元器件采用表贴焊接，具有高可靠度和 高集成性。
【附图说明】
[0012] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明：
[0013] 图1为变送混合集成电路变送原理框图。
[0014] 图2为变送混合集成电路接线原理图。
[0015] 图3为变送混合集成电路元件参数图。
[0016] 图中：U1为信号调理芯片，U2为第一放大器，U3为第二放大器，U4为第三放大器。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，混合集成电路产生有效值3.8V，频率8KHz的交流激磁信号送入传感 器，通过传感器原边、副边感应变换出副边信号进放大后与激磁信号进调制、解调后产生与 位移、压差信号成比例的直流电压信号，直流电压信号经放大与二阶滤波后产生最终输出 信号。输出信号可通过施加基准电压经加法器进行变换。
[0018]如图2所示，为电路的连接图，包括信号调理芯片U1，其管脚P1引出为集成电路 管脚Q11，信号调理芯片U1管脚P2、P13、P18引出为成电路管脚Q15,信号调理芯片U1管 脚P3、P14、P17引出为集成电路管脚Q16,信号调理芯片U1的P5、P6管脚通过电阻R1连 接，信号调理芯片U1的P7、P8管脚通过电容C1连接，信号调理芯片U1的P10、P11管脚通 过电容C2连接，信号调理芯片U1的P16、P24管脚接地，信号调理芯片U1的P19、P20管脚 通过电容C3连接，信号调理芯片U1的P21、P22管脚通过电容C4连接，信号调理芯片U1的 P22、P23管脚通过电容C5连接，信号调理芯片U1的22管脚引出为集成电路管脚Q10,信号 调理芯片U1的P23管脚引出为集成电路管脚Q9,，管脚P26引出为集成电路管脚Q13,管脚 P27引出为集成电路管脚Q14,管脚P28引出为集成电路管脚Q12，集成电路管脚Ql、Q2通 过电阻R12连接，集成电路管脚Q1通过电阻R2连接于放大器U2反相输入端，U2反向输入 端通过电阻R3连接于U2输出端和信号调理芯片U1管脚P15,集成电路管脚Q3、Q4通过电 阻R13连接，集成电路管脚Q3通过电阻R4连接于U2同相输入端，U2同相输入端通过电阻 R11接地，集成电路管脚Q7为接地管脚，信号调理芯片U1管脚P23通过电阻R5、R6连接于 放大器U3同相输入端，信号调理芯片U1管脚P23通过电阻R5、电容C7连接于放大器U3输 出端，放大器U3同相输入端通过电容C6接地，U3反相输入端与输出端导线连接，引出为集 成电路管脚Q8，U3输出端通过电阻R8连接于放大器U4同相输入端，U4同相输入端通过电 阻R9引出为集成电路管脚5,放大器U4反相输入端导线连接输出端引出为集成电路管脚 Q6〇
[0019] 该混合集成电路通过外接无源元件确定激磁频率和幅值，激磁频率由电容Cl决 定，激磁幅值由电阻R1决定，该混合集成电路采用双失调调整端，偏置电压与电源电压无 关，通过并联高精度电阻快速精确调整输出信号零位。即从管角Q13、Q14接出两个调零电 阻R14、R15,统一接到-15V，从管角Q9、Q10通过电阻R16连接。此时，其零位偏置：
【主权项】
1. 一种多功能变送混合集成电路，其特征在于：副边信号接第一放大器（U2)输入端， 原边线圈接信号调理芯片（Ul) -个输入端，第一放大器（U2)输出端接信号调理芯片（Ul) 另一个输入端，信号调理芯片（Ul)输出端接第二放大器（U3)同相输入端，第二放大器（U3) 输出端接第三放大器（U4)同相输入端，第三放大器（U4)输出信号为最终输出信号；信号调 理芯片（Ul)输入激磁信号，第一放大器（U2)输入副边信号，第一放大器（U2)对副边信号放 大后输入信号调理芯片（U1)，信号调理芯片（Ul)对放大后的副边信号与基础信号调制解 调再放大后，输入第二放大器（U3)，第二放大器（U3)对信号滤波后输入第三放大器（U4)， 第三放大器（U4)对经过第二放大器（U3)处理过的信号与基准信号加法处理，得到最终输 出信号。
2. 按照权利要求1所述的多功能变送混合集成电路，其特征在于：所述信号调理芯片 (U1)，其管脚Pl引出为集成电路管脚Q11，管脚P2、P13、P18引出为成电路管脚Q15,管脚 P3、P14、P17引出为集成电路管脚Q16,管脚P5、P6通过电阻Rl连接，管脚P7、P8通过电容 Cl连接，管脚PKKPll通过电容C2连接，管脚P16、P24接地，管脚P19、P20通过电容C3连 接，管脚P21、P22通过电容C4连接，管脚P22、P23通过电容C5连接，管脚P22引出为集成 电路管脚Q10,管脚P23引出为集成电路管脚Q9,管脚P26引出为集成电路管脚Q13,管脚 P27引出为集成电路管脚Q14,管脚P28引出为集成电路管脚Q12。
3. 按照权利要求1所述的多功能变送混合集成电路，其特征在于：所述第一放大器 (U2)，其反相输入端通过电阻R2引出为集成电路管脚Q1，反相输入端通过电阻R2、R12引 出为集成电路管脚Q2,反相输入端通过电阻R3连接于输出端。同相输入端通过电阻Rll接 地且引出为集成电路管脚Q7，同相输入端通过电阻R4引出为集成电路管脚Q3，同相输入端 通过电阻R4、R13引出为集成电路管脚Q4,输出端连接信号调理芯片（Ul)管脚P15。
4. 按照权利要求1所述的多功能变送混合集成电路，其特征在于：所述第二放大器 (U3)，其同相输入端通过电阻R6、R5连接于信号调理芯片（Ul)管脚P23,同相输入端通过电 阻R6、电容C7连接于输出端，同相输入端通过电容C6接地，反相输入端连接输入端且引出 为集成电路管脚Q8。
5. 按照权利要求1所述的多功能变送混合集成电路，其特征在于：所述第三放大器 (U4)，其同相输入端通过电阻R8连接第二放大器（U3)输出端，同相输入端通过电阻R9引 出为集成电路管脚Q5,反相输入端连接于输出端，引出为集成电路管脚Q6。
6. 按照权利要求2、3、4或5所述的高精度、高可靠、高稳定多功能变送混合集成电路， 其特征在于：所述电路的电阻均采用厚膜电阻。
7. 按照权利要求1所述的高精度、高可靠、高稳定多功能变送混合集成电路，其特征在 于：所述的信号调理芯片（Ul)的型号为AD698。
【专利摘要】本发明涉及一种多功能变送混合集成电路，信号调理芯片输入激磁信号信号，第一放大器输入副边信号，第一放大器对副边信号放大后输入信号调理芯片，信号调理芯片对放大后的副边信号与基础信号调制解调再放大后，输入第二放大器，第二放大器对信号滤波后输入第三放大器，第三放大器对经过第二放大器处理过的信号与基准信号加法处理，得到最终输出信号。该集成电路偏置电压与电源电压无关、抗干扰能力强、抗静电能力强、输出信号范围大、可靠度和集成性高，可满足位移、压差等多种型号传感器的变送要求。
【IPC分类】H03K19-003
【公开号】CN104579297
【申请号】CN201310498787
【发明人】杨明, 王伟, 王臻, 马亚军, 李文璋
【申请人】北京精密机电控制设备研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月22日