技术领域本发明涉及电子技术，具体地，涉及一种基于电阻开关调制的反相放大电路。
背景技术：
在电子电路的设计和应用中，对电信号进行放大或衰减是最常见的处理技术之一，其中对电压信号进行反相放大的典型电路如图1所示。在图1的基础上可构成如图2所示的多级可编程控制的反相放大电路。为方便起见，在图2中仅仅表示了4级放大倍数。通过译码电路可分别控制开关1、2、3或4接通，从而得到4种放大倍数分别为-R2/R11、-R2/R12、-R2/R13、-R2/R14。图2所示电路的设计方案具有如下缺点：(1)该电路包含有译码电路，电路构成较为复杂，增加了电路的生产成本；如果取消译码电路，则控制开关通断的控制信号数要增加，放大倍数的级数与开关控制信号数相同。(2)放大倍数的级数有限，而且随着放大倍数级数的增加，开关数应随之增加，相应的译码电路更加复杂。图3所示电路提供了另外一种可编程反相放大器的设计方案，通过在在控制端C输入合适的脉宽调制信号，控制模拟电子开关S的通断，改变输入电阻R1的等效值，从而改变电路的放大特性。如图3所示，在C端输入周期为T的控制信号，在一个周期中开关闭合的时间为T0，则在周期T内反馈电阻的等效平均值R1eq=TT0R1---(1)]]>由式(1)可知，R1eq的变化范围为R1～∞，该范围很宽，导致反相放大器的倍数控制精度不够高。如果能够使得R1eq的变化范围变窄，则可提高放大倍数的控制精度。此外，图3中的开关S与电阻R1串联的支路不能接在反馈支路之上。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于电阻开关调制的反相放大电路。根据本发明提供的基于电阻开关调制的反相放大电路，包括放大控制模块、运放A2、电阻R7、电容C5、电阻R5、电阻R6；其中，运放A2的输出端连接输出信号端；电阻R7的一端接地，另一端连接运放A2的同相输入端；电阻R6的一端连接运放A2的反相输入端；电容C5的一端连接输出信号端，另一端连接运放A2的反相输入端；电阻R5的一端连接输出信号端，另一端连接运放A2的反相输入端；放大控制模块的一端连接电阻R6的另一端，另一端连接输入信号端；通过控制所述放大控制模块中开关S的通断，改变放大控制模块中电阻的接入或短路。优选地，所述放大控制模块包括运放A1、电容C3、电阻R3、电阻R4、电阻R1、电阻R2以及开关S；其中，所述运放A1的输出端连接电阻R6的另一端；电阻R4的一端连接运放A1的同相输入端，另一端接地；电容C3的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接运放A1的输出端；电阻R3的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接运放A1的输出端；电阻R1的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的一端连接输入信号端；开关S的开关部的两端连接在电阻R1的两端或电阻R2的两端。优选地，所述放大控制模块包括运放A1、电容C1、电阻R3、电阻R4、电阻R1、电阻R2以及开关S；其中，所述运放A1的输出端连接电阻R6的另一端；电阻R4的一端连接运放A1的同相输入端，另一端接地；电容C1的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接运放A1的输出端；电阻R3的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接输入信号端；电阻R1的一端连接电阻R6的另一端，另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R3的一端；开关S的开关部的两端连接在电阻R1的两端或电阻R2的两端。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、本发明的电路可保证电路的放大倍数连续可控，克服了现有电路的放大倍数断续可控的缺点；2、本发明通过开关调制得到的等效电阻变化范围有限，有利于电路放大倍数的调节；3、本发明通过开关调制得到的等效电阻可连接在反馈支路，而采用图3方案的接法，其开关调制支路不能接在反馈支路；4、本发明电路只使用一个模拟开关，简化了倍数控制电路的设计。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为现有技术中的反相放大电路的结构示意图；图2为现有技术中的一种可编程反相放大电路的结构示意图；图3为现有技术中的另一种可编程反相放大电路的结构示意图；图4为本发明中一种反相放大电路的结构示意图；图5为图4中示出的反相放大电路的结构变形示意图；图6为本发明中另一种反相放大电路的结构示意图；图7为图6中示出的反相放大电路的结构变形示意图；具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。在本实施例中，如图4和图5所示，本发明提供的基于电阻开关调制的反相放大电路，包括放大控制模块、运放A2、电阻R7、电容C5、电阻R5、电阻R6；其中，运放A2的输出端连接输出信号端；电阻R7的一端接地，另一端连接运放A2的同相输入端；电阻R6的一端连接运放A2的反相输入端；电容C5的一端连接输出信号端，另一端连接运放A2的反相输入端；电阻R5的一端连接输出信号端，另一端连接运放A2的反相输入端；放大控制模块的一端连接电阻R6的另一端，另一端连接输入信号端；通过控制所述放大控制模块中开关S的通断，改变放大控制模块中电阻的接入或短路。所述放大控制模块包括运放A1、电容C3、电阻R3、电阻R4、电阻R1、电阻R2以及开关S；其中，所述运放A1的输出端连接电阻R6的另一端；电阻R4的一端连接运放A1的同相输入端，另一端接地；电容C3的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接运放A1的输出端；电阻R3的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接运放A1的输出端；电阻R1的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的一端连接输入信号端；或，电阻R2的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的一端连接输入信号端；开关S的开关部的两端连接在电阻R2的两端。如图4所示，电路在输入端连接了一个模拟电子开关S。开关S可以通过在控制端C加入控制信号来控制其打开或闭合。在本发明中，假定在C端接逻辑高电平，开关S闭合，而在C端接逻辑低电平，开关S断开。本发明的工作原理为：通过在在控制端C输入合适的脉宽调制信号，控制模拟电子开关S的通断，改变输入支路电阻的等效值，从而改变电路的放大特性。如图4所示，在C端输入周期为T的控制信号，在一个周期中开关闭合的时间为T0，则控制信号的占空比为α＝T0/T。由R1、R2以及开关S构成的支路的等效电阻为Req=R1(R1+R2)R1+αR2---(2)]]>由于占空比α在0～1之间变化，因此Req的变化范围为R1～R1+R2。为使Req尽量恒定，可取开关控制信号的频率为被放大信号频率的n倍，根据试验结果，一般取n>100。例如，要求放大电路的频宽为0～100Hz，则可取开关控制信号的频率大于100×100Hz＝10kHz。图4中电容C3和C5用于平滑信号波形，同时抑制高频干扰。如果要求信号放大的频宽为0～fH，可取C3≤1/(2πfHR3)，C5≤1/(2πfHR5)。此时电路在频率0～fH范围内的放大倍数为A=UoUi=R3Req×R5R6=R3(R1+αR2)R1(R1+R2)×R5R6---(3)]]>式中Ui、Uo分别为输入信号ui、输出信号uo的幅值。由上式可知，通过改变占空比α的大小，就可以控制放大倍数A的大小。设计实例：按图4电路设计一放大电路，要求通带频率范围为0～100Hz，放大倍数在1～10连续可控。设计：取R5＝R6＝10kΩ，R1＝2kΩ，R2＝270kΩ，R3＝20kΩ；由于fH＝100Hz，可取C3≤1/(2πfHR2)＝0.16μF，这里取C3＝10nF；同理取C5＝10nF；开关控制信号的频率取100×100Hz＝10kHz，则T＝0.1ms。电路的放大倍数为A=UoUi=20(2+270α)2(270+2)×1010=10+1350α136---(4)]]>由式(3)可知，当α＝100％，即图4中C端始终接逻辑高电平时，电路的放大倍数为A＝10；当α＝9.33％时，电路的放大倍数为A＝1；当α在9.33％～100％范围内变化，电路的放大倍数在1～10之间变化。表1给出了上述设计实例在输入信号频率为100Hz，幅值为1V时的实测结果。表1实测结果[ui＝sin(200πt)V，开关控制信号的频率取10kHz]在本发明的另一种实施例中，如图6和如图7所示，所述放大控制模块包括运放A1、电容C1、电阻R3、电阻R4、电阻R1、电阻R2以及开关S；其中，所述运放A1的输出端连接电阻R6的另一端；电阻R4的一端连接运放A1的同相输入端，另一端接地；电容C1的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接运放A1的输出端；电阻R3的一端连接运放A1的反相输入端，另一端连接输入信号端；电阻R1的一端连接电阻R6的另一端，另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电阻R3的一端；或，电阻R2的一端连接电阻R6的另一端，另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电阻R3的一端；开关S的开关部的两端连接在电阻R2的两端。如图6所示，运放A1的反馈支路由R1、R2以及开关S构成的支路组成。本发明的工作原理为：通过在在控制端C输入合适的脉宽调制信号，控制模拟电子开关S的通断，改变反馈支路电阻的等效值，从而改变电路的放大特性。如图5所示，在C端输入周期为T的控制信号，在一个周期中开关闭合的时间为T0，则控制信号的占空比为α＝T0/T。由R1、R2以及开关S构成的反馈支路的等效电阻为Req=R1(R1+R2)R1+αR2---(5)]]>由于占空比α在0～1之间变化，因此Req的变化范围为R1～R1+R2。为使Req尽量恒定，可取开关控制信号的频率为被放大信号频率的n倍，根据试验结果，一般取n>100。例如，要求放大电路的频宽为0～100Hz，则可取开关控制信号的频率大于100×100Hz＝10kHz。图6中电容C1和C5用于平滑信号波形，同时抑制高频干扰。如果要求信号放大的频宽为0～fH，可取C5≤1/(2πfHR5)。此时电路在频率0～fH范围内的放大倍数为A=UoUi=ReqR3×R5R6=R1(R1+R2)R3(R1+αR2)×R5R6---(6)]]>式中Ui、Uo分别为输入信号ui、输出信号uo的幅值。由上式可知，通过改变占空比α的大小，就可以控制放大倍数A的大小。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。