一种可调电阻电路和调节系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电子元器件技术领域，尤指一种可调电阻电路和调节系统。


背景技术：

[0002]
可调电阻也叫可变电阻，其电阻值的大小可以人为调节，以满足电路的需要。可调电阻按照电阻值的大小、调节的范围、调节形式、制作工艺、制作材料、体积大小等可分为许多不同的型号和类型，具体可以分为：电子元器件可调电阻，瓷盘可调电阻，贴片可调电阻，线绕可调电阻等。
[0003]
可调电阻在生活中运用很广泛，比如音响声音大小的调节、物理实验种均需要用到，而现在的可调电阻中只是接触部件且在电阻线圈上滑动，长时间的滑动会对电阻线圈造成磨损，影响使用效果，而且部分可调电阻都是暴露在空气中，空气中的灰尘、水分等也会对电阻线圈的灵敏度造成影响。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种可调电阻电路和调节系统，通过本方案可以获得稳定、高灵敏度的可调电阻。
[0005]
本实用新型提供的技术方案如下：
[0006]
本实用新型提供一种可调电阻电路，包括：
[0007]
jfet驱动模块，用于输出不同的pwm信号驱动jfet模块。
[0008]
jfet模块，与所述jfet驱动模块连接，用于基于所述不同的pwm信号产生不同的电阻。
[0009]
电压跟随模块，与所述jfet模块连接，用来加强电压输出能力，减少负载。
[0010]
进一步优选地，所述jfet驱动模块包括两个jfet驱动电路。
[0011]
所述jfet驱动电路包括第一电阻、三极管、上拉电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、下拉电阻。
[0012]
所述第一电阻的第一端作为所述jfet驱动模块的信号输入端，用于输入所述pwm信号。
[0013]
所述三极管的基极与所述第一电阻的第二端连接，所述三极管的集电极通过所述上拉电阻接地，所述三极管的集电极还与所述第二电阻连接，所述三极管的发射极接地，用于放大所述pwm信号。
[0014]
所述第二电阻通过所述第一电容接地，所述第二电阻还与所述第三电阻连接，所述第三电阻通过所述第二电容接地，所述第三电阻还通过所述下拉电阻的第一端接地，用于对放大的所述pwm信号进行滤波；
[0015]
所述下拉电阻的第二端作为所述jfet驱动电路的输出端，用于输出经过放大、滤波的所述pwm信号。
[0016]
进一步优选地，所述电压跟随模块包括两个电压跟随器；
[0017]
所述电压跟随器包括运算放大器。
[0018]
所述运算放大器的输出端与反相输入端连接，所述运算放大器的输出端作为所述电压跟随器的输出端，所述运算放大器的同相输入端作为所述电压跟随器的输入端。
[0019]
所述电压跟随器的输入端与所述jfet模块连接，用于接收所述电压。
[0020]
所述电压跟随器的输出端作为所述电压跟随模块的输出端，输出加强后的所述电压。
[0021]
进一步优选地，所述jfet模块包括第一jfet和第二jfet。
[0022]
所述第一jfet的栅极与一个所述jfet驱动电路的输出端连接，用于接收一个所述jfet驱动电路输出的pwm信号；
[0023]
所述第一jfet的漏极与一个所述电压跟随器的输入端连接，所述第一jfet的漏极还与所述电流源连接；
[0024]
所述第二jfet的栅极与另一个所述jfet驱动电路的输出端连接，用于接收另一个所述jfet驱动电路输出的pwm信号；
[0025]
所述第二jfet的漏极与所述第一jfet的源极连接；所述第二jfet的源极与所述电压跟随器的输入端连接，所述第二jfet的漏极通过反馈电阻接地，所述第二jfet的漏极通过所述反馈电阻与所述电流源连接。
[0026]
本实用新型还提供一种基于所述的可调电阻电路的调节系统，包括：
[0027]
可调电阻电路、微处理器和adc模块。
[0028]
所述可调电阻电路，用于基于接收到的不同的pwm信号产生不同的电阻以得到不同的电压；所述微处理器的信号发送端，与jfet驱动模块的信号输入端连接，用于调节pwm信号的占空比以发送不同的pwm信号；所述adc模块的接收端，与所述电压跟随模块的输出端连接，用于接收所述可变电阻电路输出的电压；所述微处理器的信号接收端，与所述adc模块的发送端连接，用于将接收到的电压转化为电阻值。
[0029]
进一步优选地，电流源，与所述可调电阻电路的jfet模块连接，以提供恒定的电流。
[0030]
进一步优选地，rs232通讯模块，与所述微处理器连接，用于发送所述微处理器的电阻值。
[0031]
本实用新型提供的一种可调电阻电路和调节系统，具有以下有益效果：
[0032]
1)本实用新型中利用jfet设计了可调电阻电路，该可调电阻电路不用接触部件一直在电阻线圈上滑动，因此不会对电阻线圈造成磨损，提高了可调电阻电路的稳定性。
[0033]
2)通过本实用新型中的可调电阻电路不需要暴露在空气中，不会导致空气中的灰尘、水分对电阻线圈的灵敏度造成影响，因此提高了灵敏度。
[0034]
3)本实用新型中的调节系统，通过调节pwm信号的占空比以达到调节可调电阻电路中的电阻值，实现了安全可靠的调节电阻值。
[0035]
4)本实用新型中的可调电阻电路包括两个jfet，一个jfet是用来粗调电阻值，另一个jfet是用来微调电阻值，达到了通用的效果，使得调节电阻值的时候更加方便，且准确性高。
附图说明
[0036]
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种可调电阻电路的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0037]
图1是本实用新型中一种可调电阻电路的一个实施例的电路原理图；
[0038]
图2是本实用新型中一种调节系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0039]
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0040]
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
[0041]
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
[0042]
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0043]
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0044]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。
[0045]
本实用新型一个实施例，一种可调电阻电路，如图1所示，包括：
[0046]
jfet驱动模块101，用于输出不同的pwm信号驱动jfet模块；
[0047]
jfet模块102，与所述jfet驱动模块101连接，用于基于所述不同的pwm信号产生不同的电阻；
[0048]
电压跟随模块103103，与所述jfet模块102连接，用来加强电压输出能力，减少负载。
[0049]
基于前述实施例，所述jfet驱动模块101包括两个jfet驱动电路。
[0050]
所述jfet驱动电路包括第一电阻、三极管、上拉电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、下拉电阻。
[0051]
所述第一电阻的第一端作为所述jfet驱动模块101的信号输入端，用于输入所述pwm信号。
[0052]
所述三极管的基极与所述第一电阻的第二端连接，所述三极管的集电极通过所述上拉电阻接地，所述三极管的集电极还与所述第二电阻连接，所述三极管的发射极接地，用
于放大所述pwm信号。
[0053]
所述第二电阻通过所述第一电容接地，所述第二电阻还与所述第三电阻连接，所述第三电阻通过所述第二电容接地，所述第三电阻还通过所述下拉电阻的第一端接地，用于对放大的所述pwm信号进行滤波；
[0054]
所述下拉电阻的第二端作为所述jfet驱动电路的输出端，用于输出经过放大、滤波的所述pwm信号。
[0055]
具体的，所述两个jfet驱动电路可以包括第一jfet驱动电路和第二jfet驱动电路。
[0056]
所述第一jfet驱动电路包括第一电阻r76、三极管q16、上拉电阻r75、第二电阻r73、第三电阻r72、第一电容c301、第二电容c130、下拉电阻r74。
[0057]
所述第一电阻r76的第一端作为所述jfet驱动模块101的信号输入端，用于输入所述pwm信号。
[0058]
所述三极管q16的基极1与所述第一电阻r76的第二端连接，所述三极管q16的集电极3通过所述上拉电阻r75接地，所述三极管q16的集电极3还与所述第二电阻r73连接，所述三极管q16的发射极2接地，用于放大所述pwm信号。
[0059]
所述第二电阻r73通过所述第一电容c301接地，所述第二电阻r73还与所述第三电阻r72连接，所述第三电阻r72通过所述第二电容c130接地，所述第三电阻r72还通过所述下拉电阻r74的第一端接地，用于对放大的所述pwm信号进行滤波；所述下拉电阻r74的第二端作为所述jfet驱动电路的输出端，用于输出经过放大、滤波的所述pwm信号。
[0060]
所述第二jfet驱动电路包括第一电阻r88、三极管q19、上拉电阻r87、第二电阻r85、第三电阻r84、第一电容c302、第二电容c299、下拉电阻r86。
[0061]
所述第一电阻r88的第一端作为所述jfet驱动模块101的信号输入端，用于输入所述pwm信号。
[0062]
所述第一电阻r88的第一端作为所述jfet驱动模块101的信号输入端，用于输入所述pwm信号。
[0063]
所述三极管q19的基极1与所述第一电阻r88的第二端连接，所述三极管q19的集电极3通过所述上拉电阻r87接地，所述三极管q19的集电极3还与所述第二电阻r85连接，所述三极管q19的发射极2接地，用于放大所述pwm信号。
[0064]
所述第二电阻r85通过所述第一电容c302接地，所述第二电阻r85还与所述第三电阻r84连接，所述第三电阻r84通过所述第二电容c299接地，所述第三电阻r84还通过所述下拉电阻r86第一端接地，用于对放大的所述pwm信号进行滤波；所述下拉电阻r86的第二端作为所述jfet驱动电路的输出端，用于输出经过放大、滤波的所述pwm信号。
[0065]
基于前述实施例，所述电压跟随模块103包括两个电压跟随器。
[0066]
所述电压跟随器包括运算放大器。
[0067]
所述运算放大器的输出端与反相输入端连接，所述运算放大器的输出端作为所述电压跟随器的输出端，所述运算放大器的同相输入端作为所述电压跟随器的输入端。
[0068]
所述电压跟随器的输入端与所述jfet模块102连接，用于接收所述电压；
[0069]
所述电压跟随器的输出端作为所述电压跟随模块103的输出端，输出加强后的所述电压。
[0070]
具体的，所述电压跟随模块103包括两个电压跟随器，具体包括第一电压跟随器和第二电压跟随器。
[0071]
所述第一电压跟随器包括运算放大器u7alm358、输出端和输入端。
[0072]
所述运算放大器u7alm358的输出端1与反相输入端2连接，所述运算放大器u7alm358的输出端1作为所述第一电压跟随器的输出端，所述运算放大器u7alm358的同相输入端3作为所述第一电压跟随器的输入端。
[0073]
具体的，所述运算放大器u7alm358还包括接地端4、电源端8。
[0074]
所述第一电压跟随器的输入端与所述jfet模块102连接、所述第一电压跟随器的输入端还与所述电流源103连接，用于接收所述电压。
[0075]
所述第二电压跟随器包括运算放大器u7blm358、输出端和输入端。
[0076]
所述运算放大器u7blm358的输出端7与反相输入端6连接，所述运算放大器u7blm358的输出端7作为所述第二电压跟随器的输出端，所述运算放大器u7blm358的同相输入端5作为所述第二电压跟随器的输入端。
[0077]
具体的，所述运算放大器u7blm358还包括接地端4、电源端8。
[0078]
所述第二电压跟随器的输入端与所述jfet模块102连接、所述第二电压跟随器的输入端还通过反馈电子与所述电流源103连接，用于接收所述电压。
[0079]
基于前述实施例，所述jfet模块102包括第一jfet q17和第二jfet q20。
[0080]
所述第一jfet q17的栅极与一个所述jfet驱动电路的输出端连接，用于接收一个所述jfet驱动电路输出的pwm信号。
[0081]
所述第一jfet q17的漏极与一个所述电压跟随器的输入端连接，所述第一jfet的漏极还与所述电流源103连接；
[0082]
所述第二jfet q20的栅极与另一个所述jfet驱动电路的输出端连接，用于接收另一个所述jfet驱动电路输出的pwm信号；
[0083]
所述第二jfet q20的漏极与所述第一jfet q17的源极连接；所述第二jfet q20的源极与所述电压跟随器的输入端连接，所述第二jfet q20的漏极通过反馈电阻接地，所述第二jfet q20的漏极通过所述反馈电阻与所述电流源103连接。
[0084]
示例性的，jfet有一个突出的特点，就是它具有可变电阻区，当工作在这个可变电阻区时，jfet为一个受控的可变电阻。在j3之间施加一个电流源103，调节pwm1和pwm2的pwm信号，所述pwm信号为交流信号。使得所述第一jfet q17和所述第二jfet q20都工作在可变电阻区，即调节所述pwm信号的占空比，就可以得到不同的电阻值。此时c点的电压为v
c
，a点的电压为v
a
。根据欧姆定律可以得到c点的电流i
c
，由图可知，a点的电流i
a
等于c点的电流i
a
。所以就可以得到a点到gnd之间的电阻r
a_gnd
，即j3两点1、2的电阻r
a_gnd
。
[0085]
具体计算公式为：
[0086]
其中，i
a
＝i
c
。
[0087]
其中，电阻值的计算公式为：
[0088]
r
a_gnd
＝50v
a
/v
c
。
[0089]
具体的，在本实施例中，为了获得相应的电阻值，采用了两个jfet串联的方式，其中，第一jfet q17起到粗调的作用，第二jfet q20起到微调的作用。
[0090]
具体的，如图1所示，所述第一jfet q17的栅极与所述第一jfet驱动电路的输出端连接，用于接收所述第一jfet驱动电路输出的pwm信号。
[0091]
所述第一jfet q17的漏极与所述第一电压跟随器的输入端3连接，所述第一jfet的漏极还与所述电流源103连接。
[0092]
所述第二jfet q20的栅极与所述第二jfet驱动电路的输出端连接，用于接收所述第二jfet驱动电路输出的pwm信号。
[0093]
所述第二jfet q20的漏极与所述第一jfetq17的源极连接；所述第二jfet q20的源极与所述第二电压跟随器的输入端5连接，所述第二jfet q20的漏极通过反馈电阻r70接地，所述第二jfet q20的漏极通过所述反馈电阻r70与所述电流源103连接。
[0094]
具体的，通过j3的引脚1、2连接所述电流源103；a为所述第一jfetq17的漏极、所述电流源103连接的公共端点。
[0095]
本实用新型还提供一个实施例，一种基于所述的可调电阻电路的调节系统，包括：可调电阻电路、微处理器和adc模块；
[0096]
所述可调电阻电路，用于基于接收到的不同的pwm信号产生不同的电阻以得到不同的电压。
[0097]
所述微处理器的信号发送端，与jfet驱动模块101的信号输入端连接，用于调节pwm信号的占空比以发送不同的pwm信号。
[0098]
其中，所述可变电阻电路中jfet驱动模块101的信号输入端为所述可变电阻电路中jfet驱动电路的第一电阻r76、r88的第一端。
[0099]
具体的，所述微处理器输出的pwm信号是无法使jeft导通和关闭的，所以需要连接jfet驱动模块，所述微处理器输出的pwm信号的幅值一般都是3.3v，通过jfet驱动模块出来后幅值变为vcc，vcc由三极管的特性决定，可以在5-24v直接随意选择。所述微处理器输出的pwm信号基本没有带载能力，无法导通jeft，通过jfet驱动模块的pwm信号(pwm波)的带载能力由电源vcc决定，vcc的值可以很大。
[0100]
所述adc模块的接收端，与所述电压跟随模块103的输出端连接，用于接收所述可变电阻电路输出的电压。
[0101]
具体的，所述adc模块的接收端分别与所述电压跟随模块103中两个电压跟随器的第二端连接。
[0102]
所述微处理器的信号接收端，与所述adc模块的发送端连接，用于将接收到的电压转化为电阻值。
[0103]
具体的，所述微处理器还用于将所述adc模块的电压转换成对应的电阻值，具体计算公式包括：
[0104]
r
a_gnd
＝50v
a
/v
c
；
[0105]
其中，v
a
为所述adc模块与所述第一电压跟随器的第二端连接点的电压；v
c
为所述adc模块与所述第二电压跟随器的第二端连接点的电压。
[0106]
所述adc模块与所述第二电压跟随器的第二端连接点的电流：
[0107]
所述adc模块与所述第一电压跟随器的第二端连接点的电流等于所述adc模块与所述第二电压跟随器的第二端连接点的电流，即：i
a
＝i
c
。
[0108]
进一步还包括：电流源，与所述可调电阻电路的jfet模块连接，以提供恒定的电流。
[0109]
进一步还包括：rs232通讯模块，与所述微处理器连接，用于发送所述微处理器的电阻值。
[0110]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可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处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
[0111]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0112]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
[0113]
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其他的方式实现。示例性的，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，示例性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，示例性的，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。
[0114]
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。
[0115]
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0116]
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。