模拟放大电路的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其是涉及模拟放大电路。

背景技术：

在实际应用中，由于运算放大器设计的不对称性等原因，接入电路时会有流入或者流出放大器输入端的电流，此电流流经反馈网络并经过放大输出，会形成误差电压，从而影响电路的精准度。在电路设计时，为了减小这种效应，工程师一般会选用很低的输入偏置电流的运算放大器，但这也会带来成本的增加。

此外，一味的通过选用输入偏置电流和输入失调电流小的放大器，实现放大电路对低输入偏置电流的要求，意味着对放大器的性能要求的提高和产品价格的提升，且由于放大器输入的信号源以及放大器的输入反馈都会影响输入偏置电流，所以并不是只要选用小的输入偏置电流的运放就一定会得到小的输入偏置电流的设计。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供模拟放大电路，通过增加反馈电阻的电阻值，实现减小输入偏置电流的目的。

第一方面，本实用新型实施例提供了模拟放大电路，包括：运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，其中，

所述电阻R1的一端接入电源电压，所述电阻R1的另一端与所述运算放大器的正向输入端连接；

所述电阻R2的一端接地，所述电阻R2的另一端与所述正向输入端连接；

所述电阻R3的一端接入信号源，所述电阻R3的另一端与所述运算放大器的负向输入端连接；

所述电阻R4的一端与所述运算放大器的输出端连接，所述电阻R4的另一端与所述负向输入端连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，通过增加所述电阻R3和所述电阻R4的阻值，减小偏置电流。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，通过按照相同倍数增加所述电阻R3和所述电阻R4的阻值，维持放大倍数不变。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，设置所述电阻R1为300KΩ，所述电阻R2为2KΩ。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，设置所述电阻R3的阻值为10KΩ至100KΩ，设置所述电阻R4的阻值为200KΩ至2MΩ，所述偏置电流随所述电阻R3与所述电阻R4电阻阻值的增大而减小。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，设置所述电阻R3为100KΩ，设置所述电阻R4为2MΩ，用于使所述偏置电流为0uA。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述运算放大器为双通道OPA2376。

第二方面，本实用新型实施例还提供了电路板，包括如上所述模拟放大电路。

第三方面，本实用新型实施例还提供了地磁检测器，包括如上所述模拟放大电路。

第四方面，本实用新型实施例还提供了车位检测器，包括如上所述模拟放大电路。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种模拟放大电路的电路图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种模拟放大电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，在实际应用中，由于运算放大器设计的不对称性等原因，接入电路时会有流入或者流出放大器输入端的电流，此电流流经反馈网络并经过放大输出，会形成误差电压，从而影响电路的精准度。在电路设计时，为了减小这种效应，工程师一般会选用很低的输入偏置电流的运算放大器，但这也会带来成本的增加。且由于放大器输入的信号源以及放大器的输入反馈都会影响输入偏置电流，所以并非只要选用输入偏置电流小的运放就一定会得到小的输入偏置电流的设计。

基于此，本实用新型实施例提供的模拟放大电路，可通过增加反馈电阻的电阻值，实现减小输入偏置电流的目的。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的模拟放大电路进行详细介绍，

图1为本实用新型实施例提供的一种模拟放大电路的电路图。

参照图1，该模拟放大电路，包括：运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，其中，

电阻R1的一端接入电源电压，电阻R1的另一端与运算放大器的正向输入端连接；

电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与正向输入端连接；

电阻R3的一端接入信号源，电阻R3的另一端与运算放大器的负向输入端连接；

电阻R4的一端与运算放大器的输出端连接，电阻R4的另一端与负向输入端连接。

进一步的，该模拟放大电路通过增加电阻R3和电阻R4的阻值，减小偏置电流。

这里，该模拟放大电路如图1所示，采用双通道OPA2376，该运算放大器的输出端为引脚1、反向输入端为引脚2、正向输入端为引脚3；

其中，输入信号Radar IF由运算放大器的反向输入端为引脚2输入，根据输入信号Radar IF的特性，大概幅值为±50mV，但此时，运算放大器的输出端引脚1会出现大约10mV的偏置电压，它的来源一是可能通过引脚2由运算放大器流出；另外也可能从运算放大器输出端引脚1经过R3，R4流出。

这里，该偏置电压的引入存在一定的弊端，一是会冲击信号源端，有可能对信号源端的系统造成损坏；二是这个电压会造成不必要的误差，给运算放大器设计和调试造成一定的困扰。

由信号源Radar IF获得的信号范围以负信号为主，信号范围约为50mV到－100mV，偏置电压叠加到信号源上，产生了不必要的误差。并且对信号源造成反灌冲击，长期工作可能会造成信号源的损坏。

进一步的，该模拟放大电路通过按照相同倍数增加电阻R3和电阻R4的阻值，维持放大倍数不变。

这里，将电阻R3和电阻R4的阻值按照相同倍数增加，在减小偏置电流的同时，还能维持放大倍数不变。

例如，当R3＝10KΩ，R4＝200Ω时，偏置电流测得为10uA；当R3＝20KΩ，R4＝400KΩ时，偏置电流测得为6uA，当R3＝80KΩ，R4＝1.6MΩ时，偏置电流测得为1uA；随着偏置电流减小，其不利影响也慢慢变小；

其中，需要注意的是电阻R3，电阻R4的阻值不要无限加大(一般电阻R4为M级电阻、电阻R3为百K级别电阻，即可满足设计要求)，只要阻值达到合适值，使偏置电流的影响可忽略即可，以免引入较大的电阻噪声或者造成放大器出现负反馈不够稳定的情况。

作为一种可选的实施方式，如图1所示，该模拟放大电路设置电阻R1为300KΩ，电阻R2为2KΩ。

进一步的，该模拟放大电路设置电阻R3的阻值为10KΩ至100KΩ，设置电阻R4的阻值为200KΩ至2MΩ，偏置电流随电阻R3与电阻R4电阻阻值的增大而减小。

例如，对于R4为200K，R3为10K的设计情况，如图2所示，我们将万用表切换至电流档，接入电路进行测量，此时的输入偏置电流约为10uA，这个电流量级虽小，但是得到的偏置电压却是通过输入偏置电流乘以电阻R3进行计算的；

此时的偏置电压为：10uA＊10K＝10mV；

偏置电压再经过运算放大器的20倍放大，于运算放大器的输出端引脚1处得到一个明显的误差电压0.2V。

当通过接入万用表来测量偏置电流时，可以实验得出，随着电阻R3和电阻R4电阻阻值的不断加大，偏置电流不断减小直到忽略不计。

根据信号源本身特性，反馈电阻值与Radar IF输入的信号强度正相关，一般来说，偏置电压越大的信号源，为了减小这种效应，反馈电阻值越大些。

进一步的，该模拟放大电路设置电阻R3为100KΩ，设置电阻R4为2MΩ，用于使偏置电流为0uA。

优选的，当R3＝100K，R4＝2M时，运算放大器负端输出偏置电流为0uA，此时基本满足设计要求。从以上测试数据来看，随着电阻R3，电阻R4的电阻阻值的增加，偏置电流逐渐减小，这样对信号源的反灌也会逐渐减小至消失。

此外，偏置电流的消失，对我们运放放大的调节也起着积极作用，例如，当VCC＝0，信号源输入信号为－15mV时，通过计算我们放大后得到的输出电压为－15mV＊(－R4/R3)＝3V；

当运算放大器为3V供电时，此时R3＝10KΩ，R4＝200KΩ，偏置电流测得为10uA，输出误差电压为0.2V，所以总输出电压为3V+0.2V＝3.2V，而由于输出电压不高于电源电压，运算放大器电源电压的限制，其输出必定小于3V，此时信号便产生了失真。

采用以上电路可以使偏置电压消失，当偏置电压消失后，信号失真的这个问题也就随之解决了。

作为一种可选的实施方式，该模拟放大电路运算放大器为双通道OPA2376。

其中，该运算放大器并不局限于双通道OPA2376。

本实用新型实施例提供了一种模拟放大电路，包括运算放大器、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，其中，电阻R1的一端接入电源电压，电阻R1的另一端与运算放大器的正向输入端连接；电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与正向输入端连接；电阻R3的一端接入信号源，电阻R3的另一端与运算放大器的负向输入端连接；电阻R4的一端与运算放大器的输出端连接，电阻R4的另一端与负向输入端连接。本实用新型通过增加反馈电阻的电阻值，实现减小输入偏置电流的目的。

本实用新型还提供了一种电路板，包括如上所述的模拟放大电路。

本实用新型还提供了一种地磁检测器，包括如上所述的模拟放大电路。

本实用新型还提供了一种车位检测器，包括如上所述的模拟放大电路。

本实用新型实施例所提供的模拟放大电路可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。具体实现可参见实施例，在此不再赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。