CN104571252B - 一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路 - Google Patents

Abstract

一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，属于电子电路技术领域。本发明是为了解决现有的模拟信号处理电路供电系统复杂、输入信号类型单一、模块化程度低的问题。本发明所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，能够通过切换开关的通断，进而切换整个电路的工作模式，使其能够兼容处理电流、电压、单极性、多极性、单端输入和差分输入等多种类型的模拟信号，提高系统的模块化程度，减少电路研发周期；还具有过压保护与滤波功能，系统的保护与抗干扰能力；同时采用单电源供电，简化供电系统，降低制造成本。

Description

一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路

技术领域

本发明属于电子电路技术领域。

背景技术

模拟信号的处理是测量与控制领域的基础问题。针对不同的传感器，模拟信号可分为电流信号与电压信号两类；根据不同的电平特性，可以分为单极性与双极性两类；根据信号的输出方式，又可分为单端与差分两类。差分输入方式较单端输入方式具有更好的抗干扰能力，但由于单片机(SCM)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑阵列(FPGA)等微机系统(MCU)芯片的供电均采用单电源供电，使得模拟信号在进入MCU前必须转换为单极性单端输入信号。

传统的双极性信号转单极性信号、差分信号转单端信号处理电路多采用双电源供电方式，因此需要使用较大的供电电压或采用电荷泵电压反转器，既增加了系统的复杂度与制作成本，又降低了电源效率。国外AnalogDevices公司已研制出采用单电源供电的双极性转单极性处理电路，但仅能处理单端输入的模拟信号，无法接收差分信号。缺少一种能够同时兼容多种极性与输入方式的信号处理电路，这使得模拟信号处理电路的模块化程度降低。

发明内容

本发明是为了解决现有的模拟信号处理电路供电系统复杂、输入信号类型单一、模块化程度低的问题，现提供一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路。

一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，它包括：过压保护电路、滤波分压电路、偏置电路、单位增益电路和信号类型选择电路；

过压保护电路的两个信号输入端分别作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的两个信号输入端，

过压保护电路的两个信号输出端分别连接滤波分压电路的两个信号输入端，

滤波分压电路的基准信号输入端连接偏置电路的基准信号输出端，

滤波分压电路的滤波信号输出端连接单位增益电路的滤波信号输入端，

单位增益电路的增益信号输出端作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的信号输出端，

信号类型选择电路同时接入过压保护电路和偏置电路中，用于切换输入一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的信号类型，

偏置电路和单位增益电路通过单电源供电。

上述过压保护电路包括：一号电容、一一号电阻、一二号电阻、一三号电阻、一四号电阻、一五号电阻、一一号瞬态抑制二极管、一二号瞬态抑制二极管和一三号瞬态抑制二极管；

一号电容的一端和一一号电阻的一端连接并同时作为过压保护电路的一个信号输入端，一号电容的另一端和一二号电阻的一端连接并同时作为过压保护电路的另一个信号输入端，

一一号电阻的另一端同时连接一一号瞬态抑制二极管的一端、一二号瞬态抑制二极管的一端和一三号电阻的一端，

一二号电阻的另一端同时连接一三号瞬态抑制二极管的一端、一二号瞬态抑制二极管的另一端和一四号电阻的一端，

一一号瞬态抑制二极管的另一端接地，一三号瞬态抑制二极管的另一端接地，

一三号电阻的另一端和一五号电阻的一端连接并同时作为过压保护电路的一个信号输出端，

一四号电阻的另一端和一五号电阻的另一端连接并同时作为过压保护电路的另一个信号输出端。

所述信号类型选择电路包括第一部分、第二部分和第三部分；

第一部分包括：一号开关和一号电阻；一号开关的一端连接一号电阻的一端，一号开关的另一端和一号电阻的另一端分别与过压保护电路的两个输入端相连；

第二部分包括：二号开关和二号电阻；二号开关的一端连接二号电阻的一端，二号开关的另一端和二号电阻的另一端分别与一一号电阻的两端相连；

第三部分包括：三号开关和三号电阻；三号开关的一端连接三号电阻的一端，三号开关的另一端同时连接一号运算放大器的反相输入端和三三号电阻的一端，三号电阻的另一端接地；

一号开关、二号开关和三号开关的结构完全相同。

本发明所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，能够通过切换开关的通断，进而切换整个电路的工作模式，使其能够兼容处理电流、电压、单极性、多极性、单端输入和差分输入等多种类型的模拟信号，提高系统的模块化程度，减少电路研发周期；还具有过压保护与滤波功能，系统的保护与抗干扰能力；同时采用单电源供电，简化供电系统，降低制造成本。适用于在测量与控制领域中对模拟信号进行处理。

附图说明

图1为本发明所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的结构框图，图中V_in+表示同向输入信号，V_in-表示反向输入信号，VCC表示电源正极，GND表示接地端；

图2为本发明所述电路适用的模拟信号的电压波形图，

2-a中UNIPOLARSINGLEENDED表示单极性单端模式，

2-b中UNIPOLARDIFFERENTIAL表示单极性差分模式，

2-c中BIPOLARSINGLEENDED表示双极性单端模式，

2-d中BIPOLARDIFFERENTIAL表示双极性差分模式，

2-e中PSEUDODIFFERENTIAL表示伪差分模式，

每个小图中的横坐标t均为时间，纵坐标U均为电压，VIN+为电路同向信号输入端的信号，VIN-为反向信号输入端的信号，FS为信号峰峰值；

图3为具体实施方式二所述的过压保护电路的具体结构示意图，图中V_in+表示同向信号，V_in-表示反向信号；

图4为具体实施方式三所述的滤波分压电路的结构示意图；

图5为具体实施方式四所述的滤波分压电路的结构示意图；

图6为具体实施方式五所述的偏置电路的结构示意图；

图7为具体实施方式六所述的单位增益电路的结构示意图；

图8为本发明所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的一种实施方式下的电路结构示意图；

图9为具体实施方式八所述的一号开关的结构示意图；

图10为具体实施方式九所述的一号开关的结构示意图；

图11为双极性差分输入信号的仿真实验结果波形图，其中，横坐标为时间，单位为秒，左侧纵坐标为输入信号的电压，单位为伏特，右侧纵坐标为输出信号的电压，单位为伏特，带有矩形标记的细线代表输入信号，带有圆形标记的粗线表示输出信号；

图12为单极性单端输入信号的仿真实验结果波形图，其中，横坐标为时间，单位为秒，左侧纵坐标为输入信号的电压，单位为伏特，右侧纵坐标为输出信号的电压，单位为伏特，带有矩形标记的细线代表输入信号，带有圆形标记的粗线表示输出信号。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，它包括：过压保护电路1、滤波分压电路2、偏置电路3、单位增益电路4和信号类型选择电路5；

过压保护电路1的两个信号输入端分别作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的两个信号输入端，

过压保护电路1的两个信号输出端分别连接滤波分压电路2的两个信号输入端，

滤波分压电路2的基准信号输入端连接偏置电路3的基准信号输出端，

滤波分压电路2的滤波信号输出端连接单位增益电路4的滤波信号输入端，

单位增益电路4的增益信号输出端作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的信号输出端，

信号类型选择电路5同时接入过压保护电路1和偏置电路3中，用于切换输入一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的信号类型，

偏置电路3和单位增益电路4通过单电源供电。

本实施方式中，所述过压保护电路1的两个信号输入端分别为同向信号输入端和反向信号输入端，即过压保护电路1的同向信号输入端作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的同向信号输入端，过压保护电路1的反向信号输入端作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的反向信号输入端；

所述过压保护电路1的两个信号输出端分别连接滤波分压电路2的两个信号输入端，即过压保护电路1的同向信号输出端连接滤波分压电路2的同向信号输入端，过压保护电路1的反向信号输出端连接滤波分压电路2的反向信号输入端；

所述偏置电路3和单位增益电路4均通过单电源供电，即偏置电路3和单位增益电路4的正向电压端同时连接电源的正极，偏置电路3和单位增益电路4的负向电压端同时接地。

信号类型选择电路5用于切换一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的工作模式，使其能够兼容电流信号、电压信号、单极性信号、多极性信号、单端输入信号和差分输入信号等多种类型的输入信号。

具体实施方式二：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，过压保护电路1包括：一号电容C1、一一号电阻R11、一二号电阻R12、一三号电阻R13、一四号电阻R14、一五号电阻R15、一一号瞬态抑制二极管D11、一二号瞬态抑制二极管D12和一三号瞬态抑制二极管D13；

一号电容C1的一端和一一号电阻R11的一端连接并同时作为过压保护电路1的一个信号输入端，一号电容C1的另一端和一二号电阻R12的一端连接并同时作为过压保护电路1的另一个信号输入端，

一一号电阻R11的另一端同时连接一一号瞬态抑制二极管D11的一端、一二号瞬态抑制二极管D12的一端和一三号电阻R13的一端，

一二号电阻R12的另一端同时连接一三号瞬态抑制二极管D13的一端、一二号瞬态抑制二极管D12的另一端和一四号电阻R14的一端，

一一号瞬态抑制二极管D11的另一端接地，一三号瞬态抑制二极管D13的另一端接地，

一三号电阻R13的另一端和一五号电阻R15的一端连接并同时作为过压保护电路1的一个信号输出端，

一四号电阻R14的另一端和一五号电阻R15的另一端连接并同时作为过压保护电路1的另一个信号输出端。

本实施方式中，给出了过压保护电路的一种具体结构，该结构能够同时利用三个瞬态抑制二极管的高速相应特性和浪涌冲击抑制能力，提高电路的过压保护能力；能够利用一号电容C1的低通滤波特性，削弱输入模拟信号中的高频噪声，提高电路的抗干扰能力。

为了避免输入信号内的高压浪涌对微机系统的影响，一三号电阻R13、一四号电阻R14和一五号电阻R15的取值应满足如下关系：

$\frac{R13}{R13+R14+R15}{V}_{\mathrm{RWM}}\≤\mathrm{VCC}$

一一号瞬态抑制二极管D11、一二号瞬态抑制二极管D12和一三号瞬态抑制二极管D13的反向断态电压均为V_RWM，电源正极电压VCC＝5，R13为一三号电阻R13的阻值，R14为一四号电阻R14的阻值，R15为一五号电阻R15的阻值。

具体实施方式三：参照图4具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，滤波分压电路2包括：二号电容C2、三号电容C3、二一号电阻R21和二二号电阻R22；

二一号电阻R21的一端作为滤波分压电路2的一个信号输入端，

二一号电阻R21的另一端同时连接二号电容C2的一端和三号电容C3的一端，

二号电容C2的另一端连接二二号电阻R22的一端，并同时作为滤波分压电路2的另一个信号输入端和基准信号输入端，

三号电容C3的另一端连接二二号电阻R22的另一端，并同时作为滤波分压电路2的滤波信号输出端。

本实施方式中，利用二一号电阻R21和二号电容C2构成的低通滤波电路对输入模拟信号的高频噪声进行抑制；同时利用三号电容C3和二二号电阻R22构成的高通滤波电路消除输入交流模拟信号的直流偏置，并对低通滤波电路的相位滞后进行补偿，提高信号的还原程度以及电路的抗干扰能力。

本实施方式所述的滤波分压电路2结合具体实施方式二所述的过压保护电路1，在实际应用时，当输入模拟信号为交流信号时，可同时使用低通滤波与高通滤波功能，一五号电阻R15、二一号电阻R21、二号电容C2、三号电容C3和二二号电阻R22的取值应满足如下关系：

$\frac{1}{2\mathrm{\π}{f}_{L}C2}=R21>10\·R15,$

$\frac{1}{2\mathrm{\π}{f}_{L}C3}=R22>10\·R21,$

其中，f_L表示输入信号的低通截止频率，f_H表示输入信号的高通截止频率，R15为一五号电阻R15的阻值，R21为二一号电阻R21的阻值，R22为二二号电阻R22的阻值，C2为二号电容C2的电容值，C3为三号电容C3的电容值。

具体实施方式四：参照图5具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，滤波分压电路2包括二号电容C2，二号电容C2的一端同时作为滤波分压电路2的一个信号输入端和滤波信号输出端，二号电容C2的另一端同时作为滤波分压电路2的另一个信号输入端和基准信号输入端。

在实际应用时，即将二号电容C2的两端分别连接过压保护电路1的两个信号输出端。本实施方式相较于具体实施方式三中所述的滤波分压电路2，去掉了三号电容C3、二一号电阻R21和二二号电阻R22，仅保留电路的低通滤波功能，适用于输入模拟信号无需进行隔离直流分量的情况。

本实施方式所述的滤波分压电路2结合具体实施方式二所述的过压保护电路1，在实际应用时，当不需要进行隔离直流分量时，仅需使用低通滤波功能，二号电容C2的取值应满足如下关系：

$\frac{1}{2\mathrm{\π}{f}_{L}C2}=R15.$

具体实施方式五：参照图6具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，偏置电路3包括：三一号电阻R31、三二号电阻R32、三三号电阻R33、可调电位器Rx和一号运算放大器OP1；

三一号电阻R31的一端连接可调电位器Rx的一个固定端，三一号电阻R31的另一端接电源正极，

三二号电阻R32的一端连接可调电位器Rx的另一个固定端，三二号电阻R32的另一端接地，

一号运算放大器OP1的同向输入端连接可调电位器Rx的可调端，

一号运算放大器OP1的反相输入端连接三三号电阻R33的一端，

一号运算放大器OP1的输出端连接三三号电阻R33的另一端，并同时作为偏置电路3的基准信号输出端，

一号运算放大器OP1的正极接电源正极，一号运算放大器OP1的负极接地。

本实施方式中所述的电源为单相电源。

设偏置电压为V_OS，当输入信号为单极性信号时，为了有效利用微机系统的分辨率，同时避开微机系统采样时不准确区间，在三一号电阻R31、可调电位器Rx和三二号电阻R32的取值应满足如下关系：

$\frac{\mathrm{aRx}+R32}{R31+\mathrm{Rx}+R32}\mathrm{VCC}=0.1V_{\mathrm{REF}};$

当输入信号为双极性信号时，为了有效利用微机系统的分辨率，同时避开微机系统采样时不准确区间，在三一号电阻R31、可调电位器Rx和三二号电阻R32的取值应满足如下关系

$\frac{\mathrm{aRx}+R32}{R31+\mathrm{Rx}+R32}\mathrm{VCC}=0.5V_{\mathrm{REF}};$

为了减少一号运算放大器OP1所产生的偏置电流造成的误差，提高电路的采样准确性，三三号电阻R33、可调电位器Rx和三二号电阻R32的取值应满足如下关系

R33≈aRx+R32；

其中，a为可调电位器Rx的调节比例为，R31为三一号电阻R31的阻值，R32为三二号电阻R32的阻值，Rx为可调电位器Rx的当前阻值，R33为三三号电阻R33的阻值。

具体实施方式六：参照图7具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，单位增益电路4包括：四一号电阻R41、四二号电阻R42、四三号电阻R43、四号电容C4和二号运算放大器OP2；

二号运算放大器OP2的同相输入端作为单位增益电路4的滤波信号输入端，

二号运算放大器OP2的反相输入端连接四一号电阻R41的一端，

二号运算放大器OP2的输出端同时连接四一号电阻R41的另一端和四二号电阻R42的一端，

四二号电阻R42的另一端同时连接四三号电阻R43的一端和四号电容C4的一端，并同时作为单位增益电路4的增益信号输出端，

四三号电阻R43的另一端和四号电容C4的另一端接地。

本实施方式中，二号运算放大器OP2的正极接单电源正极，二号运算放大器OP2的负极接地，利用单电源供电的二号运算放大器OP2简化供电要求，减少电路成本；同时利用二号运算放大器OP2的单位增益功能，最大化其高频相应速率，提高电路的高频特性。

本实施方式所述的单位增益电路4结合具体实施方式二所述的过压保护电路1，在实际应用时，

当输入信号为交流信号时，在分压滤波电路2使用高通滤波功能的同时，为了减少二号运算放大器OP2所产生的偏置电流造成的误差，提高电路的采样准确性，二二号电阻R22和四一号电阻R41的取值应满足如下关系：

R41＝R22

在分压滤波电路2不使用高通滤波功能的同时，为了减少二号运算放大器OP2所产生的偏置电流造成的误差，提高电路的采样准确性，一五号电阻R15和四一号电阻R41的取值应满足如下关系：

R15＝R41

为了提高电路的抗干扰性能，四二号电阻R42、四号电容C4和四三号电阻R43的取值应满足如下关系：

$R42=\frac{1}{2\mathrm{\π}{f}_{L}C4}\left|\right|R43$

R41为四一号电阻R41的阻值，R42为四二号电阻R42的阻值，R43为四三号电阻R43的阻值。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式五所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，所述信号类型选择电路5包括第一部分、第二部分和第三部分；

第一部分包括：一号开关S1和一号电阻R1；一号开关S1的一端连接一号电阻R1的一端，一号开关S1的另一端和一号电阻R1的另一端分别与过压保护电路1的两个输入端相连；

第二部分包括：二号开关S2和二号电阻R2；二号开关S2的一端连接二号电阻R2的一端，二号开关S2的另一端和二号电阻R2的另一端分别与一一号电阻R11的两端相连；

第三部分包括：三号开关S3和三号电阻R3；三号开关S3的一端连接三号电阻R3的一端，三号开关S3的另一端同时连接一号运算放大器OP1的反相输入端和三三号电阻R33的一端，三号电阻R3的另一端接地；

一号开关S1、二号开关S2和三号开关S3的结构完全相同。

本实施方式中，同时利用一号开关S1，二号开关S2和三号开关S3切换本发明所述的电路的工作模式，使其能够兼容电流信号、电压信号、单极性信号、多极性信号、单端输入信号和差分输入信号等多种类型的输入信号。

将具体实施方式三、六和七记载的技术方案进行结合，获得的电路图如图8所示。

当输入信号为电流信号时，将一号开关S1闭合；当输入信号为电压信号时，将一号开关S1断开。

当输入信号为双极性差分输入信号时，将二号开关S2闭合，三号开关S3断开，调节可调电位器Rx的阻值使偏置电压为参考电压的一半。

当输入信号为单极性差分输入信号时，将二号开关S2闭合，三号开关S3断开，调节可调电位器Rx的阻值使偏置电压较小。

当输入信号为双极性单端输入信号时，将二号开关S2断开，三号开关S3闭合，调节可调电位器Rx的阻值使偏置电压为参考电压的一半。

当输入信号为单极性单端输入信号时，将二号开关S2断开，三号开关S3闭合，调节可调电位器Rx的阻值使偏置电压较小。

利用MULTISIM一种电路仿真软件，取电源正极电压VCC＝5，微机系统的参考电压V_REF＝3V，针对不同类型、不同大小的输入信号进行电路仿真。当输入信号为双极性差分信号时，输入与输出信号的波形如图11所示；当输入信号为单极性单端信号时，输入与输出信号的波形如图12所示。可见，对于上述几种信号类型，本发明均可将其转换为适合微机系统采集的信号。

具体实施方式八：参照图9具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，一号开关S1包括：金氧半场效晶体管D4和五一号电阻R51；

五一号电阻R51的一端连接电源正极，

五一号电阻R51的另一端连接金氧半场效晶体管D4的栅极，并同时作为与外界控制器连接的控制信号输入端，

金氧半场效晶体管D4的源极和漏极分别作为一号开关S1的两端。

本实施方式中所述的外界控制器为单片机，利用单片机实现开关的通断。

具体实施方式九：参照图10具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路作进一步说明，本实施方式中，一号开关S1包括：光耦D5和六一号电阻R61；

六一号电阻R61的一端连接电源正极，

六一号电阻R61的另一端连接光耦D5中发光二极管的正极，并同时作为与外界控制器连接的控制信号输入端，光耦D5中发光二极管的负极接地，

光耦D5中三极管的集电极和发射极分别作为一号开关S1的两端。

本实施方式中所述的外界控制器为单片机，利用单片机实现开关的通断。

具体实施例1：当输入模拟信号为单极性差分信号时，如图2中2-a所示，为了最大化微机系统的采样分辨率，同时避开采样不准确区间，应将二号开关S2闭合，三号开关S3断开，二号电阻R2、一一号电阻R11、一二号电阻R12、一三号电阻R13、一四号电阻R14和一五号电阻R15的取值应满足如下关系：

$\frac{R15(V_{\mathrm{in}+}-V_{\mathrm{in}-})}{R2\left|\right|R11+R12+R13+R14+R15}=s(V_{\mathrm{in}+}-V_{\mathrm{in}-})\≤0.8V_{\mathrm{REF}};$

其中s为信号的分压衰减比例。

具体实施例2：当输入模拟信号为双极性差分信信号时，如图2中2-b所示，为了最大化微机系统的采样分辨率，同时避开采样不准确区间，应将二号开关S2闭合，三号开关S3断开，二号电阻R2、一一号电阻R11、一二号电阻R12、一三号电阻R13、一四号电阻R14和一五号电阻R15的取值应满足如下关系：

$\frac{R15(V_{\mathrm{in}+}-V_{\mathrm{in}-})}{R2\left|\right|R11+R12+R13+R14+R15}=s(V_{\mathrm{in}+}-V_{\mathrm{in}-})\≤0.4V_{\mathrm{REF}}.$

具体实施例3：当输入模拟信号为单极性单端信号时，如图2中2-c所示，为了最大化微机系统的采样分辨率，避开采样不准确区间，同时保留具体实施例1中相同的信号衰减比例，在满足具体实施例1的基础上，应将二号开关S2断开，同时三号开关S3闭合，二号电阻R2、一一号电阻R11、一二号电阻R12、一四号电阻R14、三三号电阻R33和三号电阻R3的取值还应满足如下关系：

R2||R11+R12+R14＝R11；

$\frac{R33}{R3}=\frac{R15}{R11+R13}.$

具体实施例4：当输入模拟信号为双极性性单端信号时，如图2中2-d所示，为了最大化微机系统的采样分辨率，避开采样不准确区间，同时保留与具体实施例2中相同的信号衰减比例，在满足具体实施例2的基础上，应将二号开关S2断开，同时三号开关S3闭合，同时二号电阻R2、一一号电阻R11、一二号电阻R12、一四号电阻R14、三三号电阻R33和三号电阻R3的取值满足具体实施例3中的两个公式。

具体实施例5：当输入模拟信号为电压信号时，应将一号开关S1断开。

具体实施例6：当输入模拟信号为电流信号时，应将一号开关S1闭合。

Claims (9)

1.一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，它包括：过压保护电路(1)、滤波分压电路(2)、偏置电路(3)、单位增益电路(4)和信号类型选择电路(5)；

过压保护电路(1)的两个信号输入端分别作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的两个信号输入端，

过压保护电路(1)的两个信号输出端分别连接滤波分压电路(2)的两个信号输入端，

滤波分压电路(2)的基准信号输入端连接偏置电路(3)的基准信号输出端，

滤波分压电路(2)的滤波信号输出端连接单位增益电路(4)的滤波信号输入端，

单位增益电路(4)的增益信号输出端作为一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的信号输出端，

信号类型选择电路(5)同时接入过压保护电路(1)和偏置电路(3)中，用于切换输入一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路的信号类型，

偏置电路(3)和单位增益电路(4)通过单电源供电。

2.根据权利要求1所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，过压保护电路(1)包括：一号电容(C1)、一一号电阻(R11)、一二号电阻(R12)、一三号电阻(R13)、一四号电阻(R14)、一五号电阻(R15)、一一号瞬态抑制二极管(D11)、一二号瞬态抑制二极管(D12)和一三号瞬态抑制二极管(D13)；

一号电容(C1)的一端和一一号电阻(R11)的一端连接并同时作为过压保护电路(1)的一个信号输入端，一号电容(C1)的另一端和一二号电阻(R12)的一端连接并同时作为过压保护电路(1)的另一个信号输入端，

一一号电阻(R11)的另一端同时连接一一号瞬态抑制二极管(D11)的一端、一二号瞬态抑制二极管(D12)的一端和一三号电阻(R13)的一端，

一二号电阻(R12)的另一端同时连接一三号瞬态抑制二极管(D13)的一端、一二号瞬态抑制二极管(D12)的另一端和一四号电阻(R14)的一端，

一一号瞬态抑制二极管(D11)的另一端接地，一三号瞬态抑制二极管(D13)的另一端接地，

一三号电阻(R13)的另一端和一五号电阻(R15)的一端连接并同时作为过压保护电路(1)的一个信号输出端，

一四号电阻(R14)的另一端和一五号电阻(R15)的另一端连接并同时作为过压保护电路(1)的另一个信号输出端。

3.根据权利要求1所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，滤波分压电路(2)包括：二号电容(C2)、三号电容(C3)、二一号电阻(R21)和二二号电阻(R22)；

二一号电阻(R21)的一端作为滤波分压电路(2)的一个信号输入端，

二一号电阻(R21)的另一端同时连接二号电容(C2)的一端和三号电容(C3)的一端，

二号电容(C2)的另一端连接二二号电阻(R22)的一端，并同时作为滤波分压电路(2)的另一个信号输入端和基准信号输入端，

三号电容(C3)的另一端连接二二号电阻(R22)的另一端，并同时作为滤波分压电路(2)的滤波信号输出端。

4.根据权利要求1所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，滤波分压电路(2)包括二号电容(C2)，二号电容(C2)的一端同时作为滤波分压电路(2)的一个信号输入端和滤波信号输出端，二号电容(C2)的另一端同时作为滤波分压电路(2)的另一个信号输入端和基准信号输入端。

5.根据权利要求2所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，偏置电路(3)包括：三一号电阻(R31)、三二号电阻(R32)、三三号电阻(R33)、可调电位器(Rx)和一号运算放大器(OP1)；

三一号电阻(R31)的一端连接可调电位器(Rx)的一个固定端，三一号电阻(R31)的另一端接电源正极，

三二号电阻(R32)的一端连接可调电位器(Rx)的另一个固定端，三二号电阻(R32)的另一端接地，

一号运算放大器(OP1)的同向输入端连接可调电位器(Rx)的可调端，

一号运算放大器(OP1)的反相输入端连接三三号电阻(R33)的一端，

一号运算放大器(OP1)的输出端连接三三号电阻(R33)的另一端，并同时作为偏置电路(3)的基准信号输出端，

一号运算放大器(OP1)的正极接电源正极，一号运算放大器(OP1)的负极接地。

6.根据权利要求1所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，单位增益电路(4)包括：四一号电阻(R41)、四二号电阻(R42)、四三号电阻(R43)、四号电容(C4)和二号运算放大器(OP2)；

二号运算放大器(OP2)的同相输入端作为单位增益电路(4)的滤波信号输入端，

二号运算放大器(OP2)的反相输入端连接四一号电阻(R41)的一端，

二号运算放大器(OP2)的输出端同时连接四一号电阻(R41)的另一端和四二号电阻(R42)的一端，

四二号电阻(R42)的另一端同时连接四三号电阻(R43)的一端和四号电容(C4)的一端，并同时作为单位增益电路(4)的增益信号输出端，

四三号电阻(R43)的另一端和四号电容(C4)的另一端接地。

7.根据权利要求5所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，所述信号类型选择电路(5)包括第一部分、第二部分和第三部分；

第一部分包括：一号开关(S1)和一号电阻(R1)；一号开关(S1)的一端连接一号电阻(R1)的一端，一号开关(S1)的另一端和一号电阻(R1)的另一端分别与过压保护电路(1)的两个输入端相连；

第二部分包括：二号开关(S2)和二号电阻(R2)；二号开关(S2)的一端连接二号电阻(R2)的一端，二号开关(S2)的另一端和二号电阻(R2)的另一端分别与一一号电阻(R11)的两端相连；

第三部分包括：三号开关(S3)和三号电阻(R3)；三号开关(S3)的一端连接三号电阻(R3)的一端，三号开关(S3)的另一端同时连接一号运算放大器(OP1)的反相输入端和三三号电阻(R33)的一端，三号电阻(R3)的另一端接地；

一号开关(S1)、二号开关(S2)和三号开关(S3)的结构完全相同。

8.根据权利要求7所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，一号开关(S1)包括：金氧半场效晶体管(D4)和五一号电阻(R51)；

五一号电阻(R51)的一端连接电源正极，

五一号电阻(R51)的另一端连接金氧半场效晶体管(D4)的栅极，并同时作为与外界控制器连接的控制信号输入端，

金氧半场效晶体管(D4)的源极和漏极分别作为一号开关(S1)的两端。

9.根据权利要求7所述的一种单电源供电的多类型模拟信号处理电路，其特征在于，一号开关(S1)包括：光耦(D5)和六一号电阻(R61)；

六一号电阻(R61)的一端连接电源正极，

六一号电阻(R61)的另一端连接光耦(D5)中发光二极管的正极，并同时作为与外界控制器连接的控制信号输入端，光耦(D5)中发光二极管的负极接地，

光耦(D5)中三极管的集电极和发射极分别作为一号开关(S1)的两端。