双电源数控放大器电路的制作方法

本实用新型涉及超声波仪表技术领域，具体涉及一种双电源数控放大器电路

背景技术：

超声波燃气表是一种利用超声波在气体中顺流逆流的时差来测量气体流速与流量的仪表。与传统皮膜式燃气表相比，超声波燃气表具有体积小，压损小，精度高的特点，流量信号采集全电子化，无机械部件磨损，因此使用寿命也更长。相比于超声波液体流量计，超声波气表的传感器回波信号幅度小，需要对信号进行放大。且随着气表的工况、工质和使用环境的不同，其回波信号的幅值变化范围较大，因此，需要对信号放大器的增益进行动态调整。目前较常用的方案是采用DAC或者数字电位器来控制信号放大器的增益。但大多数的应用方案仅支持单电源供电的系统。在需要放大过零信号的正负双电源供电的系统下，则需要使用更复杂的方案或者使用支持正负双电源供电的控制元器件，需要增加不少成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种低成本、高增益、基于正负双电源的数控放大器电路，该电路的电压放大增益在6～1000范围内可调，相较于传统的DAC方案或者双电源数字电位器方案成本降低至少50％。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种双电源数控放大器电路，包括单电源数字电位器RT和放大器单元OP；所述单电源数字电位器RT的数字接口外接主控芯片；所述单电源数字电位器RT的电源端子VDD连接第一电源端V+，其接地端子VSS连接电阻一R1后连接第二电源端V-；所述单电源数字电位器RT用作放大器单元OP的增益调节电阻，其电位器A端和电位器B端均连接放大器单元OP的增益调节输入端，电位器W端连接电位器A端或者连接电位器B端。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述放大器单元OP的第一电源端子连接第一电源端V+，第二电源端子连接第二电源端V-；其包括运算放大器一OP1、运算放大器二OP2和运算放大器三OP3；

运算放大器一OP1的正向输入端连接输入端VIN，其反向输入端连接电位器A端，其输出端连接运算放大器三OP3的反向输入端；其输出端还连接电阻二R2后连接其反向输入端；

运算放大器二OP2的正向输入端连接输入端VIN，其反向输入端连接电位器B端，其输出端连接运算放大器三OP3的正向输入端；其输出端还连接电阻二R2后连接其反向输入端；

运算放大器三OP3的输出端为放大器单元OP的输出端Vout。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述放大器单元OP还包括电阻三R3；运算放大器一OP1的输出端连接电阻三R3后连接至运算放大器三OP3的反向输入端；运算放大器二OP2的输出端连接电阻三R3后连接至运算放大器三OP3的正向输入端；运算放大器三OP3的输出端连接电阻三R3后连接至其反向输入端。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述单电源数字电位器RT为带数字通讯SPI接口的CMOS单电源数字电位器，其工作电压范围为2.5V～5.5V。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述电阻一R1的阻值为1KΩ～100KΩ。

本实用新型的有益效果：本实用新型的双电源数控放大器电路，优化设计的电路结构使得单电源数字电位器能够适用于双电源供电系统中对过零信号进行放大，该电路的电压放大增益在6～1000范围内可调，相较于传统的DAC方案或者双电源数字电位器方案成本降低至少50％。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例中双电源数控放大器电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，本实施例公开了一种双电源数控放大器电路，包括单电源数字电位器RT和放大器单元OP；本实施例技术方案中，单电源数字电位器RT单电源工作，工作电压为2.5V～5.5V。本申请优化设计的电路结构使得单电源工作的数字电位器能够适用于双电源供电系统中对过零信号进行放大，其结构设计为：

上述单电源数字电位器RT的数字接口外接主控芯片，其数字接口部分可由主控芯片通过输出低电平时的强下拉获得GND电平(通常主控芯片在输出低电平时，通过强下拉输出GND电平)而使单电源数字电位器RT正常工作。上述单电源数字电位器RT的电源端子VDD连接第一电源端V+，其接地端子VSS连接电阻一R1后连接第二电源端V-；上述单电源数字电位器RT用作放大器单元OP的增益调节电阻，其电位器A端和电位器B端均连接放大器单元OP的增益调节输入端，电位器W端连接电位器A端或者连接电位器B端。

本申请的单电源数字电位器RT用作放大器单元OP的增益调节电阻，放大器单元OP的放大增益由单电源数字电位器RT来调节，整个电路能够适用于正负双电源供电，如果仅需要单电源供电时，将第二电源端V-直接接地；当需要放大过零信号，使用正负双电源供电时，单电源数字电位器RT的接地端子VSS连接电阻一R1后连接第二电源端V-(即负电源端)，由于放大器单元OP调节端口所需电流极小，单电源数字电位器RT的模拟触点(即电位器W端)可以工作在正负双电源V+和V-内，使得本申请的数控放大器电路在使用单电源数字电位器RT的前提下，能够适用于正负双电源供电的环境中检测过零信号，相较于传统的DAC方案或者双电源数字电位器方案成本降低至少50％。

具体的上述放大器单元OP的第一电源端子连接第一电源端V+，第二电源端子连接第二电源端V-；其包括运算放大器一OP1、运算放大器二OP2、运算放大器三OP3和电阻三R3；

运算放大器一OP1的正向输入端连接输入端VIN，其反向输入端连接电位器A端，其输出端连接运算放大器三OP3的反向输入端；其输出端还连接电阻二R2后连接其反向输入端；

运算放大器二OP2的正向输入端连接输入端VIN，其反向输入端连接电位器B端，其输出端连接运算放大器三OP3的正向输入端；其输出端还连接电阻二R2后连接其反向输入端；

运算放大器三OP3的输出端为放大器单元OP的输出端Vout；

运算放大器一OP1的输出端连接电阻三R3后连接至运算放大器三OP3的反向输入端；运算放大器二OP2的输出端连接电阻三R3后连接至运算放大器三OP3的正向输入端；运算放大器三OP3的输出端连接电阻三R3后连接至其反向输入端。

以上结构的放大器单元OP，其电压放大增益为

本实施例技术方案中，上述单电源数字电位器RT为带数字通讯SPI接口的CMOS单电源数字电位器，其工作电压范围为2.5V～5.5V。根据实际使用需要可以选用MCP41***系列、MCP42***系列，或者MAX54**系列等系列的集成芯片。电阻一R1的阻值为1KΩ～100KΩ。整个电路的电压放大增益在6～1000范围内可调。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。