一种信号基线自动修复的反馈电路

本发明涉及电流检测，主要涉及一种信号基线自动修复电路。

背景技术：

1、在非侵入式电流测量中有电流互感器是应用比较广泛的方式。

2、如图1所示，无限长直导线上单位长度有n个电荷量为q的带电粒子的电流i克表示为：

3、

4、在磁环上缠绕线圈的单圈磁通量为：

5、

6、其中，为单圈电感

7、

8、

9、其中，m＝nsl0为互感，为次级线圈的自感，电流可视为初级线圈匝数为1圈。

10、从次级线圈用电阻取出的电流是呈指数衰减的，负号说明次级线圈中电流的方向和束流的方向相反，其初始值ib/ns是束流冲击响应的结果，以τ＝ls/r的指数衰减是次级线圈电路(一次振荡电路)本身的特性，如果衰减足够慢，则可以用来探测电流信号的形状。

11、由于时间常数τ的现实中无法趋于无穷，导致顶降的存在，顶降会导致基线漂移，导致超出测量范围，最终出现测量误差，因此在电流测量领域中基线修复技术，现有的基线修复技术一般是通过与被测信号同步的逻辑信号作为时间窗口，对窗口外的无信号区域进行采样保持作为本底基线，再将保持的基线与有信号区域相减，达到扣除基线的目的，实现基线修复。此方案主要的缺点在于需要与信号同步的逻辑信号，而且需要采样保持电路，电路信号多且复杂，成本较高。

技术实现思路

1、针对上述所述的技术问题，本发明旨在提供一种信号基线自动修复电路，尤指一种用在小信号、低占空比、对基线修复有要求的基于低占空比的基线自动修复的反馈电路，用以解决现有基线修复方法中需外部逻辑窗口，无法实时动态反馈，电路复杂，成本高的问题。

2、本发明采用的技术方案是：一种信号基线自动修复的反馈电路，所述的反馈电路应用于电流转电压电路中，包括一级反向放大电路和二级电路，其中一级反向放大电路通过一个输入电阻串联一个反馈电容构成的密勒效应电路。

3、所述的一级反向放大电路中由运算放大器op2和电阻r4和电容c2连接构成米勒效应电路，实现低通滤波。

4、所述的二级电路中由电阻r3、电阻r2电容c1构成积分电路，对信号进行二次滤波，实现基线提取基线。

5、所述的反馈电路中，经过电阻r1反馈到输入信号中，实现基线修复。

6、所述的一级反向放大电路中的电阻r4串联有运算放大器op2。

7、所述的电容c2跨在运算放大器op2的输入和输出两端。

8、在所述的一级反向放大电路中串联二级电路中的电阻r3，后接连接op1。

9、所述的op1两端电阻r2和电容c1并联，经过电阻r1反馈到输入信号中。

10、采用一种信号基线自动修复的反馈电路进行信号基线修复的方法，其特征在于：所述的方法是将反馈电路应用于电流转电压电路中，通过一个输入电阻串联一个反馈电容构成的密勒效应电路，密勒效应电路能构成一个频率极低的低通滤波器，通过该滤波器的反馈，使信号中的交流成分被滤除，剩下直流的成分反向后反馈到输入中，与输入相减，扣除信号基线，最后达到动态平衡，基线稳定在零，从而实现实时动态调整信号中的基线。

11、本发明的有益效果是：本发明所采用的反馈电路技术方案是通过一个输入电阻串联一个反馈电容构成的密勒效应电路，该电路的特点是能构成一个频率极低的低通滤波器，通过该滤波器的反馈，使信号中的交流成分被滤除，剩下直流的成分反向后反馈到输入中，与输入相减，扣除信号基线，最后达到动态平衡，基线稳定在零；具体通过反馈的形式动态调整信号中的基线，无需外部逻辑窗口做到实时反馈，电路简单，成本低，解决了存在的信号测量中基线漂移的问题。

技术特征：

1.一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：所述的反馈电路应用于电流转电压电路中，包括一级反向放大电路和二级电路，其中一级反向放大电路通过一个输入电阻串联一个反馈电容构成的密勒效应电路。

2.根据权利要求1所述的一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：所述的一级反向放大电路中由运算放大器op2和电阻r4和电容c2连接构成米勒效应电路，实现低通滤波。

3.根据权利要求1所述的一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：所述的二级电路中由电阻r3、电阻r2电容c1构成积分电路，对信号进行二次滤波，实现基线提取基线。

4.根据权利要求1所述的一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：所述的反馈电路中，经过电阻r1反馈到输入信号中，实现基线修复。

5.根据权利要求1或2所述的一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：所述的一级反向放大电路中的电阻r4串联有运算放大器op2。

6.根据权利要求1或2所述的一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：所述的电容c2跨在运算放大器op2的输入和输出两端。

7.根据权利要求1所述的一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：在所述的一级反向放大电路中串联二级电路中的电阻r3，后接连接op1。

8.根据权利要求7所述的一种信号基线自动修复的反馈电路，其特征在于：所述的op1两端电阻r2和电容c1并联，经过电阻r1反馈到输入信号中。

9.采用如权利要求1任一项所述的一种信号基线自动修复的反馈电路进行信号基线修复的方法，其特征在于：所述的方法是将反馈电路应用于电流转电压电路中，通过一个输入电阻串联一个反馈电容构成的密勒效应电路，密勒效应电路能构成一个频率极低的低通滤波器，通过该滤波器的反馈，使信号中的交流成分被滤除，剩下直流的成分反向后反馈到输入中，与输入相减，扣除信号基线，最后达到动态平衡，基线稳定在零，从而实现实时动态调整信号中的基线。

技术总结
本发明涉及电流检测技术领域，主要涉及一种信号基线自动修复电路；一种信号基线自动修复的反馈电路，所述的反馈电路应用于电流转电压电路中，包括一级反向放大电路和二级电路，其中一级反向放大电路通过一个输入电阻串联一个反馈电容构成的密勒效应电路；本发明的电路简单，用在小信号、低占空比、对基线修复有要求的基于低占空比的基线自动修复的反馈电路，解决了现有基线修复方法中需外部逻辑窗口，无法实时动态反馈，电路复杂，成本高的问题。

技术研发人员：邱瑞阳,黄蔚玲,曾磊,徐智虹,李芳,孟鸣,杨涛,王安鑫,孙纪磊,徐韬光,傅世年
受保护的技术使用者：中国科学院高能物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14