毫伏级信号隔离放大电路的制作方法

本发明涉及了一种毫伏级信号隔离放大电路。

背景技术：

在工业应用中，处理器需对mv级模拟信号进行采样，如分流器一般满量程为75mv。但是若直接将mv级信号采样，存在以下缺陷：

1.由于电路分布参数影响，会导致单片机采样电压小于实际电压；

2.直接采样误差较大，没有隔离，易受干扰。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、结构简单、误差小、准确度高的毫伏级信号隔离放大电路。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种毫伏级信号隔离放大电路，包括输入跟随电路、第一低通滤波电路、隔离放大电路、第二低通滤波电路和输出跟随电路，所述输入跟随电路的输入端接收采样信号，所述输入跟随电路的输出端通过所述第一低通滤波电路连接所述隔离放大电路的输入端，所述隔离放大电路的输出端通过所述第二低通滤波电路连接所述输出跟随电路的输入端，所述输出跟随电路输出放大后的采样信号。

基于上述，所述输出跟随电路还包括用于调节输出信号准确度的偏置调节电路。

基于上述，所述输入跟随电路包括运算放大器u2、电容c2和电阻r2，所述运算放大器u2的3脚通过所述电阻r2接收采样信号，所述运算放大器u2的8脚连接电源并通过所述电容c2接地，所述运算放大器u2的输出端连接第一低通滤波电路的输入端并连接所述运算放大器u2的2脚。

基于上述，所述第一低通滤波电路和所述第二低通滤波电路分别为rc低通滤波电路。

基于上述，所述隔离放大电路包括隔离放大器u3、电容c3和电容c5，所述隔离放大器u3的2脚通过所述第一低通滤波电路连接所述输入跟随电路的输出端，所述隔离放大器u3的7脚通过所述第二低通滤波电路连接所述输出跟随电路的输入端，所述隔离放大器u3的1脚连接电源vcc并通过所述电容c3接地，所述隔离放大器u3的8脚连接+5v电源并通过所述电容c5接地。

基于上述，所述输出跟随电路包括双极性运算放大器u1、电阻r4、电容c1和电容c4，所述双极性运算放大器u1的3脚连接所述电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端作为所述输出跟随电路的输入端，所述双极性运算放大器u1的4脚连接-12v电源并通过所述电容c4接地，所述双极性运算放大器u1的7脚连接+12v电源并通过所述电容c1接地，所述双极性运算放大器u1的6脚作为所述输出跟随电路的输出端并连接所述双极性运算放大器u1的2脚。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过输入跟随电路、第一低通滤波电路、隔离放大电路、第二低通滤波电路和输出跟随电路相互配合，输入阻抗大、输出阻抗小且带有隔离放大功能，保持了测量信号与实际信号的线性关系，减小了误差，其具有设计科学、结构简单、误差小、准确度高的优点。

附图说明

图1是本发明的电学结构示意框图。

图2是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种毫伏级信号隔离放大电路，包括输入跟随电路、第一低通滤波电路、隔离放大电路、第二低通滤波电路和输出跟随电路，所述输入跟随电路的输入端接收采样信号，所述输入跟随电路的输出端通过所述第一低通滤波电路连接所述隔离放大电路的输入端，所述隔离放大电路的输出端通过所述第二低通滤波电路连接所述输出跟随电路的输入端，所述输出跟随电路输出放大后的采样信号。

使用时，所述输入跟随电路的输入端接收采样信号，输入跟随电路的输出信号快速跟随输入采样信号的变化而变化，同时，较大的输入阻抗可确保输入跟随电路的输出信号最大化与输入信号保持一致，提高驱动能力。所述输入跟随电路的输出端通过所述第一低通滤波电路连接所述隔离放大电路的输入端，以将输入跟随电路输出的mv级信号经过低通滤波后输入隔离放大电路进行隔离放大至v级，所述隔离放大电路的输出端通过所述第二低通滤波电路连接所述输出跟随电路的输入端，所述输出跟随电路输出放大后的采样信号。输出跟随电路原理类似输入跟随电路，在确保电信号的准确度前提下增大输出驱动能力。

具体的，所述输入跟随电路包括运算放大器u2、电容c2和电阻r2，所述运算放大器u2的3脚通过所述电阻r2接收采样信号，所述运算放大器u2的8脚连接电源并通过所述电容c2接地，所述运算放大器u2的输出端连接第一低通滤波电路的输入端并连接所述运算放大器u2的2脚。所述第一低通滤波电路和所述第二低通滤波电路分别为rc低通滤波电路。所述隔离放大电路包括隔离放大器u3、电容c3和电容c5，所述隔离放大器u3的2脚通过所述第一低通滤波电路连接所述输入跟随电路的输出端，所述隔离放大器u3的7脚通过所述第二低通滤波电路连接所述输出跟随电路的输入端，所述隔离放大器u3的1脚连接电源vcc并通过所述电容c3接地，所述隔离放大器u3的8脚连接+5v电源并通过所述电容c5接地。所述输出跟随电路包括双极性运算放大器u1、电阻r4、电容c1和电容c4，所述双极性运算放大器u1的3脚连接所述电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端作为所述输出跟随电路的输入端，所述双极性运算放大器u1的4脚连接-12v电源并通过所述电容c4接地，所述双极性运算放大器u1的7脚连接+12v电源并通过所述电容c1接地，所述双极性运算放大器u1的6脚作为所述输出跟随电路的输出端并连接所述双极性运算放大器u1的2脚。如图2所示，采样信号经过限流电阻r2进入输入跟随电路，输入跟随电路的输入阻抗根据需要最大化设置，以确保信号在输入路径中尽可能小的衰减。输入跟随电路的输出端经过电阻r3、电阻r6和电容c6构成的rc低通滤波电路，以减小高频噪声对采样信号准确性的影响，隔离放大电路输出信号经过电阻r5、电阻r6和电容c7构成的rc低通滤波电路后，再通过限流电阻r4进入输出跟随电路，通过双极性运算放大器u1输出放大后的电压信号。输出跟随电路的输出阻抗根据实际最小化设置，以在信号输出过程中能保证信号在输出跟随电路内部尽可能小的衰减，保证采样信号准确性。本实施例中所述双极性运算放大器u1的型号为op07csz，运算放大器u2的型号为0pa2171，隔离放大器u3的型号为amc1200。隔离放大电路需要两路电源提供工作电压，原边采用电源vcc、接地agnd的方式；副边采用+5v电源、接地gnd的方式，这样可完全将功率电路与控制电路中的地信号隔离开，减小地信号引起的扰动。

优选地，为进一步保证电路的采样准确度，所述输出跟随电路还包括用于调节输出信号准确度的偏置调节电路。本实施例中所述偏置调节电路包括电位器r1，所述电位器r1的一端连接所述双极性运算放大器u1的1脚，所述电位器r1的另一端连接所述双极性运算放大器u1的8脚，所述电位器r1的调节端连接+12v电源。通过调节双极性运算放大器u1的1脚和8脚电阻值，可进行偏置调节，进一步确保信号的准确度。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。