一种用于传感器的信号调理装置的制作方法

本实用新型属于信号调理装置技术领域，具体涉及一种用于传感器的信号调理装置。

背景技术：

现今，大部分信号的放大电路采用固定的增益且抗射频干扰能力差；传统的二极管精密全波整流电路，匹配电阻少，由运放LM358及二极管构成，二极管的单向导通在这里起到了电流控制开关的作用，虽然结构简单易于实现，但二极管非线性特性、阈值电压的影响和电路的充放电频率差，将导致波形失真；目前大多数滤波电路采用单运放结构，虽然成本较低设计简单，但其无法实现对极点角频率和品质因数的调节作用，无法实现高精度的低通滤波器。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种用于传感器的信号调理装置，通过放大电路、检波电路和滤波电路，将来自传感器或者某些参数的采样电路的输入信号，经过放大，整型输出适合后续测控单元接口的信号。本实用新型采用增益可调的前置放大电路、两级运放结构的检波电路和滤波电路，该信号调理装置可以对某个传感器输出的信号进行非线性校正，经过处理后的信号保真度更高，因此可以提高本测量精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于传感器的信号调理装置，所述信号调理装置包括放大电路、检波电路和滤波电路，来自传感器的信号输入至放大电路，放大电路连接检波电路，检波电路连接滤波电路,滤波电路输出调理后的输出信号，放大电路中，第一电阻R1和第一运放U3的外部增益设置端相连，第二电阻R2和第三电阻R3接入第一运算放大器U3的输入端。

上述装置中，所述检波电路包括第二运算放大器U2A、第三运算放大器U2B、第一极管D1、第二极管D2、第一电容C1和多个电阻，放大电路的输出端连接第一电容C1，第一电容C1通过电阻连接到第二运算放大器U2A的负输入端，第一极管D1的正极连接在第二运算放大器U2A的输出端，负极连接第二运算放大器U2A的负输入端，第二极管D2的负极接第二运算放大器U2A的输出端，第二极管D2的正极通过电阻连接第三运算放大器U2B的负输入端。所述滤波电路包括二阶低通滤波器电路、第五运算放大器U2D和多个电阻，检波电路的输出端连接二阶低通滤波器电路，二阶低通滤波器电路的输出端通过电阻连接第五运算放大器U2D的正输入端，第五运算放大器U2D的负输入端和输出端之间连接有一个电阻。所述二阶低通滤波器电路包括第四运算放大器U2C、多个电阻和电容，检波电路的输出端通过电阻连接第四运算放大器U2C的正输入端，第四运算放大器U2C的输出端通过电阻连接第五运算放大器U2D的正输入端。

本实用新型有益效果是:本实用新型中设有放大电路，输入端通过第二电阻第三电阻接入第一运算放大器输入端，可抑制零点漂移，第一电阻用于调节放大器增益，同时AD620放大器适用于较高电阻值,较低电源电压的传感器电路设计中，其输入端的三极管(位于芯片AD620内部)提供的差分双极输入，保证了增益控制的高精度。信号检波电路采用运算放大器和普通二极管组成的有源整流电路，能有效的解决二极管的非线性特性和阈值电压的影响，在线性检波器的基础上，加一级加法器，让输入信号的另一极性电压不经检波，而直接送到加法器，与来自检波器的输出电压相加，构成了精密绝对值电路。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的信号调理装置的电路原理框图。

图2是本实用新型的具体实施方式的放大电路的电路原理图。

图3是本实用新型的具体实施方式的检波电路的电路原理图。

图4是本实用新型的具体实施方式的滤波电路的电路原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，本实用新型提供一种用于传感器的信号调理装置，信号调理装置包括放大电路、检波电路和滤波电路，放大电路连接检波电路，检波电路连接滤波电路，将来自传感器或者某些参数的采样电路的输入信号，经过放大，整型输出适合后续测控单元接口的信号。

放大电路如图2所示，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一运算放大器U3(简称第一运放U3)，传感器输出信号接入第一运放U3输入端，第一电阻R1和第一运放U3的外部增益设置端相连，用于设置第一运算放大器的增益，第二电阻R2和第三电阻R3的一端分别接第一运放U3的正输入端和负输入端，另一端接地，用于抑制零点漂移。同时AD620放大器适用于较高电阻值,较低电源电压的传感器电路设计中，其输入端的三极管(位于芯片AD620内部)提供的差分双极输入，保证了增益控制的高精度。检波电路包括第二运算放大器U2A和第三运算放大器U2B，第一运算放大器U3的输出端连接第一电容C1，第二运算放大器U2A的负输入端分别连接第四电阻R4、第六电阻R6和第一极管D1的负极，第四电阻R4的另一端分别和第一电容C1另一端、第八电阻R8相连，第八电阻R8另一端和第三运算放大器U2B的负输入端相连，第一电容C1另一端接放大电路的输出，第一极管D1的正极接第二运算放大器U2A的输出，第六电阻R6另一端接第二极管D2的正极，第二极管D2的负极接第二运算放大器U2A的输出，第五电阻R5的一端接第二运算放大器U2A正输入端，第五电阻R5的另一端接地。第七电阻R7分别接第三运算放大器U2B的负输入端和第二极管D2的负极，第三运算放大器U2B的负输入端通过第九电阻R9和第三运算放大器U2B的输出端连接，第三运算放大器U2B的正输入端通过第十电阻R10接地，如图3所示。检波电路采用运算放大器和普通二极管组成的有源整流电路，能有效的解决二极管的非线性特性和阈值电压的影响，在线性检波器的基础上，加一级加法器，让输入信号的另一极性电压不经检波，而直接送到加法器，与来自检波器的输出电压相加，构成了精密绝对值电路。

第三运放U2B的输出接第十二电阻R12，第四运算放大器U2C的负输入端分别接第十五电阻R15和第十六电阻R16，第十五电阻R15另一端和第四运算放大器U2C的输出端连接，第十六电阻R16另一端接地，第四运算放大器U2C的正输入端分别接第三电容C3和第十三电阻R13，第三电容C3另一端接地，第十三电阻R13另一端接第二电容C2和第十二电阻R12的另一端，第二电容C2另一端和第四运算放大器U2C的输出端连接，第四运算放大器U2C输出端通过第十七电阻R17和第五运算放大器U2D的正输入端连接，第五运算放大器U2D的负输入端通过第十八电阻R18和第五运算放大器U2D的输出端连接，如图4所示，滤波电路采用双运放电压模式的二阶低通滤波器，实现了低通滤波器的参数可调的特性。

图中U3采用ADC620，U2A、U2B、U2C和U2D采用TL084，R1采用50K的电位器，R2和R3采用1MEG电阻，R4、R6、R9采用20K电阻，R5、R7和R17采用10K电阻，R10采用3.3K电阻，D1和D2采用D1N4148，R12和R13采用3K电阻，R15、R16和R18采用100k电阻，C1、C2和C3采用1UF电容，运算放大器采用正负12V电压供电。

信号处于放大电路时，U3输入端所接电阻R2和R3，用于抑制零点漂移，信号经过U3放大后送入检波电路。信号处于检波电路时，当输入信号U_1out>0时，U2A输出U2A_out<0，二极管D2导通D1关断，则U2A_out＝-2U_1out，然后U2A_out与U_1out叠加后经U2B反向后得检波电路输出电压U2B_out＝U_1out，当输入信号U_1out<0时，U2A输出U2A_out>0，D1导通D2关断，U2A工作在深度负反馈状态，所以U2A_out＝0，然后U2A_out与U_1out叠加后经U2B反向后得检波电路输出电压U2B_out＝U_1out。从而实现电路的检波功能并将检波后的信号送入滤波电路，信号处于滤波电路时，先经过由U2C、R12、R13、C2和C3为核心组成Sallen-Key低通滤波器，该低通滤波器结构简单，极点角频率和品质因数调节方便，且可调范围大，最后信号经过第五运算放大器U2D获得增益后输出，信号经过以上三个模块电路从而达到信号调理的目的。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。