信号调理器的制造方法_2

文档序号:10387209阅读:来源:国知局
收电路转换的电压信号进一步放大,以便于低通滤波电路对放大后的信号进行处理。
[0041]低通滤波电路用于将高于预设频率的信号滤除掉,从而获得目标频率范围的信号。
[0042]进一步的,如图2所示,该信号调理器还可以包括温度采集单元05和温度补偿单元
06 ο
[0043]其中,温度采集单元05的输出端与温度补偿单元06的输入端连接,用于采集环境温度,并将环境温度输出至温度补偿单元06。
[0044]温度补偿单元06的输出端与信号放大电路02连接,用于根据环境温度调整信号放大电路02的增益。图2中的其他标号可以参考图1中的标号进行说明。
[0045]具体的,如图3所示,温度补偿单元06可以包括依次连接的微控制器061和数字电位器062。
[0046]微控制器061的输入端与温度采集单元05连接,微控制器061的输出端与数字电位器062的输入端连接,数字电位器062的输出端与信号放大电路02连接。
[0047]微控制器061用于在环境温度高于第一预设温度时,增大数字电位器062的阻值,以降低信号放大电路02的增益。
[0048]微控制器061还用于在环境温度低于第一预设温度时,减小数字电位器062的阻值,以增大信号放大电路02的增益。图3中的其他标号可以参考图2中的标号进行说明。温度补偿单元06中的微控制器061根据温度采集单元05采集的环境温度会自动计算不同温度下信号放大电路所需要的放大增益,并通过控制数字电位器062来调整信号放大电路02的增益,从而减小环境因素对信号调理器输出的信号的波形的影响。
[0049]图4示出了电流环接收电路的部分原理图,如图4所示,电流环接收电路可以包括线性光耦(即U20A和U20B)和运算放大器(S卩U23A)。其中,线性光耦是一种用于模拟信号隔离的光耦器件,线性光耦能够保护被测试对象和测试电路,并减小环境干扰对测试电路的影响。如图4所示,运算放大器U23A的4脚接电流环接收电路的正向输入端IRX,运算放大器U23A的8脚通过电阻R39接地(图4中AGND表示接地),运算放大器U23A的2脚与运算放大器U23A的I脚通过电容C45相接,运算放大器U23A的2脚接至电容C45的I脚,运算放大器U23A的I脚接至电容C45的2脚,线性光耦U20B的3脚通过电阻R28接至运算放大器U23A的2脚,线性光耦U20B的4脚接至运算放大器U23A的3脚,线性光耦U20B的4脚再通过电阻R23接地,运算放大器U23A的I脚接至三极管Ql的3脚,三极管Ql的2脚接至运算放大器U23A的8脚,三极管Ql的I脚通过电阻R26接至线性光耦U20A的I脚,线性光耦U20A的2脚接至运算放大器U23A的4脚,稳压二极管Zl的I脚接至三极管Ql的2脚,稳压二极管Zl的2脚接至线性光耦U20B的2脚,电容C46的I脚接至稳压二极管Zl的I脚,电容C46的2脚接至稳压二极管Zl的2脚,电流环接收电路转换的电压信号通过电容C46两端输出。
[0050]图5示出了信号放大电路的部分原理图,如图5所示,信号放大电路可以包括运算放大器(即U17)。信号放大电路的输入信号(即电流环接收电路输出的电压信号)经过隔直电容C61后,输入到运算放大器U17的4脚。输入信号从隔直电容C61的I脚输入,隔直电容C61的2脚通过R33接至运算放大器U17的4脚,数字电位器的一输出端即P_W1通过电阻R29接至运算放大器U17的3脚,数字电位器的另一输出端即P_H1通过电阻R34与电阻R33的串接后接至运算放大器U17的4脚,运算放大器U17的2脚接至+15V电源,运算放大器U17的5脚接至-15V电源,+ 15V电源通过电容C56接地(图5中SGND表示接地),电容C56的I脚与+15V电源相接,电容C56的2脚接地。-15V电源通过电容C55接地,电容C55的I脚与-15V电源相接,电容C55的2脚接地。运算放大器U17的3脚通过电阻R26接地,运算放大器U17的4脚与I脚通过电阻R25相接,电容C40并联在电阻R25的两端,电容C40的I脚与运算放大器U17的4脚相接,电容C40的2脚与运算放大器U17的I脚相接,运算放大器U17的I脚输出信号,即输出放大信号。
[0051]图6示出了低通滤波电路的部分原理图,如图6所示,低通滤波电路可以包括运算放大器(即U22)。输入信号(即信号放大电路输出的放大信号)通过电阻R30输入,电阻R30与电阻R27的串接后接至运算放大器U22的3脚,运算放大器U22的4脚与运算放大器U22的I脚直接相接,电容C45的2脚先接至电阻R30与电阻R27的相接脚,再通过电阻R34接地(图6中SGND表示接地),运算放大器U22的3脚通过电容C57接地,电容C57的I脚与运算放大器U22的3脚相接,电容C57的2脚接地。-15V电源先通过电容C60接地,再接至运算放大器U22的5脚,电容C60的I脚与-15V电源相接,电容C60的2脚接地。+15V电源先通过电容C61接地,再接至运算放大器U22的2脚,电容C61的I脚与+15V电源相接,电容C61的2脚接地。运算放大器U22的I脚输出信号,即输出滤波信号。
[0052]图7示出了微控制器及外围电路的部分原理图,外围电路可以包括供电电路、接地电路、时钟电路等。如图7所示,微控制器U41的电源、晶振、调试接□接线如下:微控制器U41的I脚接3.3V电源(图7中VCC_3V3表示3.3V电源),3.3V电源通过电容C72接地,电容C72的I脚与3.3V电源相接,电容C72的2脚接地,微控制器U41的3脚和2脚分别接至晶振的两端(图7中0SC320UT和0SC32IN表示晶振的两端),微控制器U41的4脚接至主清除(英文= MasterClear;简称:MCLR)调试接口,微控制器U41的18脚接至内置电路串行编程时钟(英文:In-Circuit Serial Programming Clock;简称:ICSPCLK)调试接口,微控制器U41的19脚接至内置电路串行编程数据(英文:In-Circuit Serial Programming Data;简称:ICSI3DAT)调试接口。
[0053]如图7所示,微控制器U41的温度采集部分接线如下:模数(英文:AnalogDigital ;简称:AD)转换参考电压(英文:Voltage Reference;简称:VREF)通过电阻R47接至微控制器U41 的 18脚,VREF通过热敏电阻(英文:Negative Temperature Coefficient;简称:NTC)R43与电阻R48串接后接地(图7中SGND表示接地),电容C73并联在电阻R48的两端,电容C73的I脚与R43相接,电容C73的2脚接地,电阻1?43与电阻1?48的相接脚接至微控制器1]41的17脚,作为AD输入,用于输入环境温度信号。
[0054]如图7所示,微控制器U41控制数字电位器的引脚接法如下:微控制器U41的10脚接至卩_(^1(作为串行外设接口(英文:Serial Peripheral Interface ;简称:SPI)时钟线,微控制器U41的12脚接至P_C0UT作为SPI数据输入,微控制器U41的15脚接至P_DQ作为SPI数据输出,微控制器U41的11脚接至RESET作为数字电位器复位。另外,微控制器U41还通过13脚采集3.3V电源电压(图7中TEMP 3V3表示3.3V电源电压)
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