一种可编程控制模拟量仪表设备的制作方法

本发明涉及信号源校准领域，特别是涉及一种可编程控制模拟量仪表设备。

背景技术：

1、信号源一直是在自动化工业应用中必不可少的，用于各种信号模拟量输出和输入中。随着仪表设备的飞速发展，其性能状况要求越来越高，经过一段时间要对测试设备进行检测。主测试板作为测试设备上的重要部件，它的性能好坏起着重要作用。信号源功率必须要精确，范围必须足够宽，才能满足使用。

2、信号产生途径很多，但是无论哪种方式，信号在一定带宽内，其功率大小都不可能是一条直线，多通道工作更是如此。因此，对信号源进行功率校准是很有必要的。目前，信号源仅采用一个固定衰减器，信号源输出功率精度差，动态调节范围小，不利于控制，无法满足使用要求。

技术实现思路

1、基于此，本发明实施例提供一种可编程控制模拟量仪表设备，以提高信号源输出功率的精度及其动态调节范围。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了如下方案：

3、一种可编程控制模拟量仪表设备，包括：单片机、数模转换电路、模数转换电路和直流电源；

4、所述单片机分别与所述数模转换电路、所述模数转换电路和所述直流电源连接；

5、所述单片机用于接收上位机发送的控制字，并根据所述控制字控制所述数模转换电路调节电压或电流的输出，根据所述控制字调节所述模数转换电路调节电压的输入。

6、可选地，所述数模转换电路包括：第一多通道数模转换器、第一运算放大器、第二运算放大器、第一模拟切换开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

7、所述第一多通道数模转换器的输出端与所述第一运算放大器的正向输入端连接；所述第一运算放大器的负向输入端通过所述第一电阻与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一运算放大器的负向输入端通过所述第二电阻与所述第一模拟切换开关连接；

8、所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的正向输入端连接；所述第二运算放大器的负向输入端通过所述第三电阻与所述第二运算放大器的输出端连接；所述第二运算放大器的负向输入端通过所述第四电阻接地；所述第二运算放大器的输出端作为调节后电压的输出端；

9、当所述第一模拟切换开关打到接地端，且所述第一运算放大器的负向输入端的电压固定不变时，通过调节所述第一电阻和所述第二电阻，使得所述第一运算放大器的输出电压跟随所述第一运算放大器的正向输入端的2倍电压变化，再经过所述第二运算放大器放大2倍电压后，输出的正电压作为调节后电压；

10、当所述第一模拟切换开关打到参考端，且所述第一运算放大器的负向输入端的电压固定不变时，通过调节所述第一电阻和所述第二电阻，使得所述第一运算放大器的输出电压跟随所述第一运算放大器的正向输入端的2倍电压变化，再经过所述第二运算放大器放大2倍电压后，输出的负电压作为调节后电压。

11、可选地，所述数模转换电路包括：第二多通道数模转换器、第三运算放大器、第四运算放大器、三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；

12、所述第二多通道数模转换器的输出端与所述第三运算放大器的正向输入端连接；所述第三运算放大器的负向输入端通过所述第五电阻与所述第三运算放大器的输出端连接；所述第三运算放大器的负向输入端通过所述第六电阻接地；

13、所述第三运算放大器的输出端通过所述第八电阻与所述第四运算放大器的正向输入端连接；所述第四运算放大器的负向输入端通过所述第十电阻与所述三极管的发射极连接；所述第四运算放大器的负向输入端通过所述第十一电阻接地；所述第四运算放大器的输出端与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极接地；所述第九电阻的一端与所述三极管的发射极连接；所述第九电阻的另一端通过所述第七电阻与所述第四运算放大器的正向输入端连接；所述第九电阻的另一端与所述第七电阻的连接端作为调节后电流的输出端；

14、所述第一运算放大器的负向输入端的电压固定不变时，通过调节所述第五电阻和所述第六电阻，使得所述第三运算放大器的输出电压跟随所述第三运算放大器的正向输入端的2倍电压变化，再经过所述第四运算放大器和所述三极管完成功率输出级电流放大，输出的电流作为调节后电流。

15、可选地，所述模数转换电路包括：多通道模数转换器、第五运算放大器、第二模拟切换开关、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻；

16、所述多通道模数转换器通过所述第十二电阻与所述第五运算放大器的输出端连接；所述多通道模数转换器通过所述第十三电阻接地；所述第五运算放大器的正向输入端通过所述第二模拟切换开关与所述第十五电阻的一端连接；所述第十五电阻的另一端接地；所述第五运算放大器的负向输入端通过所述第十四电阻与所述第五运算放大器的输出端连接；所述第五运算放大器的正向输入端作为信号输入端；

17、当电压信号从信号输入端输入，将第二模拟切换开关与所述第十五电阻断开，通过所述第五运算放大器跟随电路，并通过所述第十二电阻和所述第十三电阻的电阻分压后得到调节后电压，输入至多通道模数转换器；

18、当电流信号从信号输入端输入，将第二模拟切换开关与所述第十五电阻接通得到电压信号，通过所述第五运算放大器跟随电路，并通过所述第十二电阻和所述第十三电阻的电阻分压后得到调节后电压，输入至多通道模数转换器。

19、可选地，所述可编程控制模拟量仪表设备，还包括：电压转换电路；

20、所述直流电源通过所述电压转换电路与所述单片机连接。

21、可选地，所述可编程控制模拟量仪表设备，还包括：通讯接口；

22、所述单片机通过所述通讯接口与所述上位机连接。

23、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

24、本发明实施例提出的可编程控制模拟量仪表设备，通过数模转换电路、模数转换电路相配合，大大提高了信号源输出功率的精度及其动态范围。

技术特征：

1.一种可编程控制模拟量仪表设备，其特征在于，包括：单片机、数模转换电路、模数转换电路和直流电源；

2.根据权利要求1所述的可编程控制模拟量仪表设备，其特征在于，所述数模转换电路包括：第一多通道数模转换器、第一运算放大器、第二运算放大器、第一模拟切换开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

3.根据权利要求1所述的可编程控制模拟量仪表设备，其特征在于，所述数模转换电路包括：第二多通道数模转换器、第三运算放大器、第四运算放大器、三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；

4.根据权利要求1所述的可编程控制模拟量仪表设备，其特征在于，所述模数转换电路包括：多通道模数转换器、第五运算放大器、第二模拟切换开关、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻；

5.根据权利要求1所述的可编程控制模拟量仪表设备，其特征在于，还包括：电压转换电路；

6.根据权利要求1所述的可编程控制模拟量仪表设备，其特征在于，还包括：通讯接口；

技术总结
本发明公开了一种可编程控制模拟量仪表设备，涉及信号源校准领域，所述可编程控制模拟量仪表设备包括：单片机、数模转换电路、模数转换电路和直流电源；单片机分别与数模转换电路、模数转换电路和直流电源连接；单片机用于接收上位机发送的控制字，并根据控制字控制数模转换电路调节电压或电流的输出，根据控制字调节模数转换电路调节电压的输入。本发明能提高信号源输出功率的精度及其动态调节范围。

技术研发人员：翁辉,张河琛,蔡功松
受保护的技术使用者：厦门海为科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15