一种应用于超声波热量表的信号放大器的制作方法

本发明属于热量测量技术领域，特别是涉及一种超声波热量表用信号放大器。

背景技术：

超声波热量表主要通过超声波换能器在供热管道激发超声波，计算回波信号计算顺逆流到达时间差，以此完成流量的计量。热量表是将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上，流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号，利用计算公式算出热交换系统获得的热量，因此超声波回波信号的采集处理决定着热量表计量的准确性。

超声波热量表回波信号的动态幅度范围很宽，随着被测流速的升高，接收到的回波信号幅度从几十mv到几百mv变化，其幅值变化很大。如果接收信号幅度过小，可能会被噪声淹没，增加了后级信号处理的难度；如果接收信号幅度过大，在经过后级放大后的接收信号，其幅度可能会超过后级信号处理所要求的安全输入电压范围，而且未进行任何处理的超声波交变信号中含有很多的噪声，无法直接拿来使用，所以，需要接收电路对接受信号进行降噪声处理后自动放大，使其稳定在一定幅度范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以控制输出信号的强度，避免采样信号失真的应用于超声波热量表的信号放大器。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种应用于超声波热量表的信号放大器，包括第一集成运放u1opa642,第二集成运放u2ad603ar，第三集成运放u3tlc2562,三极管q18050,第一电容c1，第二电容c2，第三电容c3，第四电容c4，第五电容c5，第六电容c6，第七电容c7，第八电容c8，第九电容c9，第十电容c10，第十一容c11，第十二电容c12，第十三电容c13，第十四电容c14，第十五电容c15，第一电位器r1，第二电阻r2，第三电阻r3，第四电阻r4，第二电位器r5，第三电位器r6，第三电位器r7；

输入信号通过所述第一电容c1连接到所述第一集成运放u1的同相输入端，所述第一集成运放u1的输出端连接反相输入端，所述第一集成运放u1的7脚和8脚接正电源，所述第一集成运放u1的4脚和5脚接负电源；

所述第一集成运放u1的输出端通过所述第六电容c6接到所述第二集成运放u2的同相输入端，所述第二集成运放u2的反相输入端接地，所述第二集成运放u2的2脚连接第一电位器r1的引出端，所述第二集成运放u2的8脚接正电源，所述第二集成运放u2的6脚通过所述第九电容c9和所述第十电容c10的并联支路接地，所述第二集成运放u2的5脚与输出脚连接；

所述第二集成运放u2的输出端通过所述第十一电容c11和所述第二电阻r2的串联支路接到所述第三集成运放u3的反相输入端，所述第三集成运放u3的同相输入端通过第二电阻r3接地，所述第三集成运放u3的输出端通过所述第三电阻r4分别接所述第三集成运放u3的反相输入端和5脚，所述第三集成运放u3的4脚接负电源，所述第三集成运放u3的1脚和8脚分别通过所述第十二电容c12和第十三电容c13接负电源；

所述第三集成运放u3的输出端通过第十四电容c14接到所述三极管q的基极，所述三极管q的集电极通过所述第二电位器r5的引出端接正电源，所述三极管q的基极接所述第三电位器r6的引出端，所述第三电位器r6接在正电源与地之间，所述三极管q的发射极通过所述第四电位器r7的引出端接地；

所述第二集成运放的1脚接所述三极管q的集电极；

可选地，所述第三集成运放u3也可以采用op27，管脚1和8悬空。

本发明具有以下有益效果：

本发明的自动增益放大电路包括了对超声波信号的降噪处理和自动增益控制方大，使动态幅度范围很宽的超声波热量表回波信号被限制在一定的幅度之内，便于被后级做进一步的处理，避免了信号幅度可能会超过后级信号处理所要求的安全输入电压范围。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为信号放大器的电路图；

图2为第三集成运放采用op27的管脚接线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种应用于超声波热量表的信号放大器，包括包括第一集成运放u1opa642,第二集成运放u2ad603ar，第三集成运放u3tlc2562，三极管q8050,第一电容c1，第二电容c2，第三电容c3，第四电容c4，第五电容c5，第六电容c6，第七电容c7，第八电容c8，第九电容c9，第十电容c10，第十一容c11，第十二电容c12，第十三电容c13，第十四电容c14，第十五电容c15，第一电位器r1，第二电阻r2，第三电阻r3，第四电阻r4，第二电位器r5，第三电位器r6，第四电位器r7。

超声波接收探头接受的回波信号通过第一电容连接到第一集成运放u1的同相输入端，第一集成运放u1的输出端连接反相输入端2脚，第一集成运放u1的7脚和8脚接正电源，第一集成运放u1的4脚和5脚接负电源，第一集成运放u1采用opa642，opa642以及外围电路组成跟随器，对回波信号做降噪处理后作为下一级电路的输入信号；

第一集成运放u1的输出端通过第六电容接到第二集成运放u2的同相输入端，第二集成运放u2的反相输入端接地，第二集成运放u2的2脚连接第一电位器的引出端，第二集成运放u2的8脚接正电源，第二集成运放u2的6脚通过第9电容和第十电容的并联支路接地，第二集成运放u2的5脚与输出脚连接；第二集成运放采用ad603ar，ad603ar是可变增益集成压控放大器，其增益与控制电压呈线性关系，另外正电源与地之间用10μf的钽电容和0.1μf的电容滤波，防止前后级之间电源通道耦合，引起自激。

第二集成运放u2的输出端通过第十一电容和第一电阻的串联支路接到第三集成运放u3的反相输入端，第三集成运放u3的同相输入端通过第二电阻接地，第三运放u3的输出端通过第三电阻分别接第三运放u3的反相输入端和5脚，第三集成运放u3的4脚接负电源，第三集成运放u3的1脚和8脚分别通过第十二电容和第十三电容接负电源，第三集成运放为tlc2562，为后级解调芯片的输入信号幅值要求，ad603的输出要稳定在200mv左右，但单级的ad603产生的信号又太小，不足以驱动三极管，进而不能得到控制电压，所以，采用op27进行再放大后给三极管做为输入信号；

第三集成运放u3的输出端通过第十四电容接到三极管q的基极，三极管q的集电极通过第二电位器引出端接正电源，三极管q的基极通过第三电位器的引出端接地，三极管q的发射极通过第四电位器的引出端接地，第二集成运放的1脚接所述三极管q的集电极。

第二集成运放ad603的4脚接地，增益控制端1脚偏置到某一固定直流电平，增益控制端1脚电平为电容c15上的电位，c15的充电电流为三极管的集电极电流，当输入升高，即ad603的输出增大时，三极管趋向截止，则集电极电流减小，使c15上的电位增高，电压差减小，ad603的放大增益减小，达到自动控制的效果。

图2中，第三集成运放op27时，管脚1和8悬空。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。