一种带诊断功能的幻象供电电路的制作方法

本实用新型涉及麦克风
技术领域：
，尤其涉及一种带诊断功能的幻象供电电路。
背景技术：
：随着Carplay等车载互联系统的普及，车载娱乐系统对车身主动降噪(ANC)的要求越来越高，导致车身MIC(麦克风)的使用数量大大增加，在复杂的车载娱乐系统及汽车内部构造中，对MIC的可靠性及其安装精度的要求也越来越高。如何确保MIC安装的可靠性，精确的诊断很有必要。在幻象供电电路上即实现对外供电又实现对外部电路进行诊断，成为车载娱乐系统的挑战。目前车载MIC都是采用低功耗设计，其正常工作电流消耗只有几毫安。一般MCU的ADC模块的精度为10bit(即1/(2^10))，其电压范围为0-3.3V，其最小采样精度为3.3mV。如果需要进行准确的采样需要串接几欧姆的电阻在供电源与ADC模块之间，一方面这将大大影响电源的效率，另一方面ADC模块的采样精度低、温度系数差。技术实现要素：本实用新型提供一种带诊断功能的幻象供电电路，解决了使用高精度运算放大器，对较小阻值如0.1Ω的电阻进行放大而进一步通过MCU的准确采样及运算得到MIC的工作电流，并对该电流进行对比而诊断出MIC的工作状态的技术问题。为解决以上技术问题，本实用新型提供一种带诊断功能的幻象供电电路，在供电源的电压输出端与麦克风之间串联有等效采样电阻，运算放大器的同向输入端和反向输入端连接所述等效采样电阻的两端，所述运算放大器的输出端连接MCU。具体地，所述等效采样电阻包括第一采样电阻、第二采样电阻和第三采样电阻。进一步地，所述供电源的电压输出端连接所述第一采样电阻的一端和所述第二采样电阻的一端，所述第一采样电阻的另一端连接所述麦克风和所述第三采样电阻的一端，所述第二采样电阻的另一端和所述第三采样电阻的另一端分别连接所述运算放大器的同向输入端和反向输入端。更进一步地，所述运算放大器的反向输入端连接第一反馈电阻的一端，所述第一反馈电阻的另一端连接所述运算放大器的输出端。进一步地，所述MCU的ADC模块连接所述运算放大器的输出端或所述第一反馈电阻的另一端。进一步地，所述运算放大器的同向输入端与所述供电源的接地端之间连接有第二反馈电阻。优选地，所述运算放大器选用INA214BID。具体地，所述ADC模块的电压采样范围为0-3.3V。本实用新型提供的一种带诊断功能的幻象供电电路，使用高精度运算放大器，对较小阻值如0.1Ω的电阻进行放大而进一步通过MCU的准确采样及运算得到MIC的工作电流，并对该电流进行对比而诊断出MIC的工作状态，其采样精度可以达到35uV，在使用0.1Ω的采样电阻的情况下，其能分辨出350uA外的误差，通过高精度运算放大器放大1000倍后的采样电压也能符合MCU的ADC精度(0-3.3V)要求，总体上采样精度高、温度系数好、电源效率高，能较好地满足车厂的诊断要求。附图说明图1是本实用新型实施例提供的一种带诊断功能的幻象供电电路的电路原理概图；图2是本实用新型实施例提供的一种带诊断功能的幻象供电电路的具体电路图。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下元器件的选型及取值大小仅为较佳实施例，不构成对本实用新型保护范围的限制。参见图1，是本实用新型实施例提供的一种带诊断功能的幻象供电电路的电路原理概图。在本实施例中，所述的一种带诊断功能的幻象供电电路，在供电源POWER的电压输出端与麦克风MIR之间串联有等效采样电阻R，运算放大器OP的同向输入端OP_PIN1和反向输入端OP_PIN2连接所述等效采样电阻R的两端，所述运算放大器OP的输出端OP_PIN3连接MCU。参见图2，即是在图1的原理基础上搭建而成。其中，图1中的所述等效采样电阻R为第一采样电阻RAD、第二采样电阻RIN+和第三采样电阻RIN-通过串并联的连接方式等效而成，其具体的连接关系为：所述供电源POWER的电压输出端连接所述第一采样电阻RAD的一端和所述第二采样电阻RIN+的一端，所述第一采样电阻RAD的另一端连接所述麦克风MIR和所述第三采样电阻RIN-的一端，所述第二采样电阻RIN+的另一端和所述第三采样电阻RIN-的另一端分别连接所述运算放大器OP的同向输入端OP_PIN1和反向输入端OP_PIN2。并且，所述运算放大器OP的反向输入端OP_PIN2连接第一反馈电阻RF1的一端，所述第一反馈电阻RF1的另一端连接所述运算放大器OP的输出端OP_PIN3。所述MCU的ADC模块连接所述运算放大器OP的输出端OP_PIN3或所述第一反馈电阻RF1的另一端。所述运算放大器OP的同向输入端OP_PIN1与所述供电源POWER的接地端之间连接有第二反馈电阻RF2。因为MCU的供电为3.3V，因此所述ADC模块的电压采样范围为0-3.3V。图2中，所述运算放大器OP选用INA214BID，所述第一采样电阻RAD的阻值为0.1Ω，所述第二采样电阻RIN+和所述第三采样电阻RIN-的阻值均为1KΩ，即RAD＝0.1Ω、RIN+＝RIN-＝1KΩ＝RIN，所述第一反馈电阻RF1和所述第二反馈电阻RF2的阻值均为所述第一采样电阻RAD或所述第二采样电阻RIN+的阻值的1000倍，即RF1＝RF2＝RIN*1000＝RF，根据VADC＝RAD*IMIC*(RF/RIN)，再结合下表中的状态判定标准，对本实用新型的诊断过程进行如下说明：MIR状态判定MIR电流消耗1OPENIMIC≤5mA2NORMAL7mA<IMIC<10mA3SHORTIMIC＞12mA如果所述麦克风MIR为OPEN状态，IMIC≤5mA，VADC＝RAD*IMIC*1000≤500mV；如果所述麦克风MIR为NORMAL状态，7mA<IMIC<10mA，VADC＝RAD*IMIC*1000，即700mV<VADC<1000mV；如果所述麦克风MIR为SHORT状态，IMIC>12mA，VADC＝RAD*IMIC*1000>1200mV。即，当所述ADC模块采样到电压为500mV及以下时，MCU诊断出此时的麦克风MIR处于开路状态；当所述ADC模块采样到电压为700mV到1000mV之间时，MCU诊断出此时的麦克风MIR处于正常工作状态；当所述ADC模块采样到电压为1200mV及以上时，MCU诊断出此时的麦克风MIR处于短路状态。本实用新型提供的一种带诊断功能的幻象供电电路，使用高精度运算放大器OP，对较小阻值如0.1Ω的电阻RAD进行放大而进一步通过MCU的准确采样及运算得到MIC的工作电流，并对该电流进行对比而诊断出MIC的工作状态，其采样精度可以达到35uV，在使用0.1Ω的采样电阻的情况下，其能分辨出350uA外的误差，通过高精度运算放大器OP放大1000倍后的采样电压也能符合MCU的ADC精度(0-3.3V)要求。以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3