CN103066983A - 一种电流绝对值电路及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流绝对值电路，包括一个整流桥，一个由电阻和运算放大器组成的差分放大电路。输入电流经过整流桥整流变为直流电流，再经过差分放大电路双端变单端后输出，使输出电压为输入电流的绝对值。本发明还公开了一种电流绝对值电路的驱动方法。具有能够有效的减少运算放大器的数量，实现输出电压为输入电流的绝对值的功能等优点。

Description

一种电流绝对值电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及数据信息处理电路技术领域，具体涉及一种电流绝对值电路及其驱动方法。

背景技术

绝对值电路是一种取信号绝对值的电路，即其输出信号是输入信号的绝对值或与该绝对值成比例。常见的和改进的绝对值电路有以下两种方案。

如图1所示，它是常见的绝对值电路。当端口13输入正极性信号时，运算放大器15输出负电压，导致二极管17导通，二极管18截止，则运算放大器16的输出电压由电阻21、电阻23、电阻24、电阻25共同决定的；当端口1输入负极性信号时，运算放大器15输出正电压，导致二极管17截止，二极管18导通，则运算放大器16的输出电压由电阻21、电阻22、电阻23、电阻24和电阻25共同决定。这种方案的缺点在于，不适合实现电流的绝对值。

如图2所示，是申请号CN200420091345.4的中国专利中公开的一种宽频带低误差绝对值电路。当端口14输入正极性信号时，运算放大器由于采用单电源Vcc(正电源)供电，所以运算放大器26截止，运算放大器27工作，端口30的输出由运算放大器27的输出电压经过电阻28和电阻29的分压决定的；同理，当端口1输入负极性信号时，运算放大器26工作，运算放大器27截止，端口30的输出由运算放大器26的输出电压经过电阻28和电阻29的分压决定的。这种方案的缺点在于，输出电压要考虑负载对电阻28和电阻29的分压的影响，而且不适合实现电流的绝对值。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种便于实现电流信号绝对值功能的电路，其输出电压与输入电流信号的绝对值成正比。

本发明的目的之二在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种便于实现电流信号绝对值功能的电路驱动方法。

为实现本发明的目的之一所采用的技术方案为：一种电流绝对值电路，包括输入端口、整流桥、第一电阻、差分放大电路和输出端口；所述整流桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；其中第一二极管的阳极与输入端口连接，第二二极管的阳极与参考地连接，第三二极管的阴极与输入端口连接，第四二极管的阴极与参考地连接，第一二极管的阴极与第二二极管的阴极连接，第三二极管的阳极与第四二极管的阳极连接，第一电阻连接在第二二极管的阴极和第四二极管的阳极之间；所述差分放大电路包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，且第二电阻与第四电阻阻值相等，第三电阻与第五电阻阻值相等；其中第二电阻连接在第二二极管的阴极与第一运算放大器的同相输入端之间，第三电阻连接在第一运算放大器的同相输入端与参考地之间，第四电阻连接在第四二极管的阳极与第一运算放大器的反相输入端之间，第五电阻连接在第一运算放大器的反相输入端与输出端口之间，第一运算放大器的输出与输出端口相连。

为实现本发明的目的之二所采用的技术方案为：一种电流绝对值电路的驱动方法，包括如下步骤：

步骤一、输入电流经整流桥整流为直流电流；

步骤二、使整流后的直流电流流经第一电阻，则在第一电阻上产生的直流电压与输入电流的绝对值成正比；

步骤三、将第一电阻上的电压经差分放大电路双端变单端后输出，从而在输出端口与参考地之间获得一个与输入电流绝对值成正比的电压，此处所谓双端变单端就是将与参考地不相连的第一电阻的两个端电压之差转换为输出端口相对于参考地的电压，便于将此对应于输入电流绝对值的电压信号输出给其他共参考地的电路使用。

设输入电流为i，差分放大电路的输出即第一运算放大器的输出电压为Vo，第一电阻阻值为R1，第二、四电阻阻值相等且等于R2，第三、五电阻阻值相等且等于R3，则Vo≈∣i∣×R1×(R3/R2)，此公式的准确性取决于整流桥的输出电流是否全部流经第一电阻，因此R2及R3应尽可能大，从而减小第二、三、四、五电阻对流经第一电阻电流的分流作用。

优选的，所述第一电阻阻值取1Ω，取第二、三、四、五电阻阻值相等且等于100KΩ，则Vo≈∣i∣。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）本发明是针对输入为电流信号而提出的，用于实现输出电压正比于输入电流的绝对值，现有技术是针对输入为电压信号的，只适合于实现输出电压正比于输入电压的绝对值。

（2）本发明采用整流桥而不是通过运算放大器来获取输入电流绝对值，其优点是避免了运算放大器输出滞后于输入的问题，因此适用频率更高。

（3）对称性好，本发明实质上是通过整流桥来实现输入电流的绝对值功能，整流桥输出直流电流与输入电流的绝对值完全相等，与输入电流的方向无关，而在采用现有技术的绝对值电路中，输入电压信号极性不同，在电路中的传输路径也不同，因此难以保证大小相同极性相反的电压信号在输出端的绝对值完全相同。

附图说明

图1是现有技术中一种常见的绝对值电路图

图2是现有技术中一种频带低误差绝对值电路图

图3是本发明的电流绝对值电路图

图4是本发明的电路驱动方法的流程框架图

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图3所示，电流绝对值电路包括输入端口、整流桥、第一电阻、差分放大电路和输出端口。

所述整流桥包括第一二极管2、第二二极管3、第三二极管4、第四二极管5；其中第一二极管2的阳极与输入端口1连接，第二二极管3的阳极与参考地连接，第三二极管4的阴极与输入端口1连接，第四二极管5的阴极与参考地连接，第一二极管2的阴极与第二二极管3的阴极连接，第三二极管4的阳极与第四二极管5的阳极连接，第一电阻6连接在第二二极管3的阴极和第四二极管5的阳极之间。

所述差分放大电路包括第一运算放大器11、第二电阻7、第三电阻8、第四电阻9和第五电阻10，且第二电阻7与第四电阻9阻值相等，第三电阻8与第五电阻10阻值相等；其中第二电阻7连接在第二二极管3的阴极与第一运算放大器11的同相输入端之间，第三电阻8连接在第一运算放大器11的同相输入端与参考地之间，第四电阻9连接在第四二极管5的阳极与第一运算放大器11的反相输入端之间，第五电阻10连接在第一运算放大器11的反相输入端与输出端口12之间，第一运算放大器的输出与输出端口12相连。第一运算放大器11采用双电源，即Vcc(正电源)和-Vcc（负电源）供电。

如图4所示，本发明电路驱动方法的流程控制图：输入电流经过整流桥后变换为直流电流并流经电阻6，这样在电阻6上产生的电压正比于输入电流的绝对值，电阻6上的电压经差分放大电路双端变单端后在输出端口12和参考地之间输出。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电流绝对值电路，其特征在于：包括输入端口（1）、整流桥、第一电阻（6）、差分放大电路和输出端口；

所述整流桥包括第一二极管（2）、第二二极管（3）、第三二极管（4）、第四二极管（5）；其中第一二极管（2）的阳极与输入端口（1）连接，第二二极管（3）的阳极与参考地连接，第三二极管（4）的阴极与输入端口（1）连接，第四二极管（5）的阴极与参考地连接，第一二极管（2）的阴极与第二二极管（3）的阴极连接，第三二极管（4）的阳极与第四二极管（5）的阳极连接；

所述差分放大电路包括第一运算放大器（11）、第二电阻（7）、第三电阻（8）、第四电阻（9）和第五电阻（10），且第二电阻（7）与第四电阻（9）阻值相等，第三电阻（8）与第五电阻（10）阻值相等；其中第一电阻（6）连接在第二二极管（3）的阴极和第四二极管（5）的阳极之间，第二电阻（7）连接在第二二极管（3）的阴极与第一运算放大器（11）的同相输入端之间，第三电阻（8）连接在第一运算放大器（11）的同相输入端与参考地之间，第四电阻（9）连接在第四二极管（5）的阳极与第一运算放大器（11）的反相输入端之间，第五电阻（10）连接在第一运算放大器（11）的反相输入端与输出端口（12）之间，第一运算放大器的输出与输出端口（12）相连。

2.一种根据权利要求1所述电流绝对值电路的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将电流输入整流桥，经整流桥整流为直流电流；

步骤二、使整流后的直流电流流经第一电阻，在第一电阻上产生的直流电压与输入电流的绝对值成正比；

步骤三、将第一电阻上的电压经差分放大电路双端变单端后输出，在输出端口与参考地之间获得一个与输入电流绝对值成正比的电压。

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