CN105450192A - 一种可调增益的小信号差分放大电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无刷直流电机领域，尤其涉及一种可调增益的小信号差分放大电路，包括：自增益电路和放大电路，所述自增益电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述自增益电路的输入端与外部模拟信号相连，本发明能够实现随着外部模拟信号的衰减而自动调节运放电路的放大增益，便于对无刷直流电机进行精确控制。
Description
技术领域
本发明涉及无刷直流电机领域，尤其涉及一种可调增益的小信号差分放大电路。
背景技术
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速。无刷直流电机的已经广泛的应用到了工业工控、自动化以及航空航天，医疗等诸多的领域当中。在医疗行业使用以无刷直流电机为本体的涡轮供气，不仅可以大幅度缩小气源的体积，节省能源，降低成本，还可以对涡轮进行准确可靠的控制，从而获得稳定的气流与压力。
一般的，无刷直流电机都工作在较高的转速上，可以较好地发挥出应有的性能。但是在某些特殊的场合，需要电机运行在较低的转速上，只需要一个较小的稳定的气流，而此时，对电机的控制也是比较困难的。在试验中发现，如果无刷电机工作在低速状态下，通过示波器很难观察到采样电阻上的电压降，电压杂波已经淹没了正常的电压信号，要使用电流调节就必须获取比较准确的电压波形。同时，现在普遍使用的运放电压放大倍数是一定值，不会随着电压信号的衰减而自动调节运放电路的放大增益，这就丢失了小信号电压。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可调增益的小信号差分放大电路，能够实现随着电压信号的衰减而自动调节运放电路的放大增益，便于对无刷直流电机进行精确控制。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种可调增益的小信号差分放大电路，包括：自增益电路和放大电路，所述自增益电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述自增益电路的输入端与外部模拟信号相连，其中，所述自增益电路包括：多路复用芯片U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1和电容C3，其中，多路复用芯片U2的型号为ADG1204，多路复用芯片U2的管脚1与外部模拟信号的D0接口连接，多路复用芯片U2的管脚14与外部模拟信号的D1接口连接，多路复用芯片U2的管脚12与电容C1的一端及+5VA电源接口连接在一起，多路复用芯片U2的管脚13与电容C1的另一端一起接地，多路复用芯片U2的管脚3与电容C3的一端一起接地，多路复用芯片U2的管脚2与电容C3的另一端及+5VA电源接口连接在一起，多路复用芯片U2的管脚7、管脚8及管脚9悬空，多路复用芯片U2的管脚4连接电阻R5的一端，多路复用芯片U2的管脚5连接电阻R6的一端，多路复用芯片U2的管脚11连接电阻R7的一端，多路复用芯片U2的管脚10连接电阻R8的一端，多路复用芯片U2的管脚6接地，电阻R5的另一端与电阻R6的另一端、电阻R7的另一端、电阻R8的另一端及节点Vin连接在一起。
其中，所述电阻R5和电阻R6、电阻R7、电阻R8组成选通电路，其中，电阻R5的阻值大于电阻R6的阻值，电阻R6的阻值大于电阻R7的阻值，电阻R7的阻值大于电阻R8的阻值，以使所述节点Vin处的电压得到4个不同的放大倍数。
其中，所述放大电路包括：双通道运算放大器U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻Rs，其中，双通道运算放大器U1的管脚1与电阻R2的一端、电阻R3的一端及双通道运算放大器U1的管脚6连接在一起，双通道运算放大器U1的管脚2与电阻R2的另一端及节点Vin连接在一起，双通道运算放大器U1的管脚3连接电阻Rs的一端，双通道运算放大器U1的管脚4连接-5VA电源接口，双通道运算放大器U1的管脚8连接+5VA电源接口，双通道运算放大器U1的管脚5连接电阻RS的另一端，双通道运算放大器U1的管脚7与节点Vout及电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端。
其中，所述电阻Rs为采样电阻，所述电阻Rs的阻值与电阻R4的阻值相同，所述电阻R2的阻值与电阻R3的阻值相同。
其中，所述外部模拟信号为无刷直流电机的电压信号。
本发明的有益效果为：一种可调增益的小信号差分放大电路，包括：自增益电路和放大电路，所述自增益电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述自增益电路的输入端与外部模拟信号相连，本发明能够实现随着外部模拟信号的衰减而自动调节运放电路的放大增益，便于对无刷直流电机进行精确控制。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的自增益电路的电路图。
图2是本发明具体实施方式提供的放大电路的电路图。
具体实施方式
下面结合图1及图2并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明具体实施方式提供的自增益电路的电路图。
一种可调增益的小信号差分放大电路，包括：自增益电路和放大电路，所述自增益电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述自增益电路的输入端与外部模拟信号相连，其中，所述自增益电路包括：多路复用芯片U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1和电容C3，其中，多路复用芯片U2的型号为ADG1204，多路复用芯片U2的管脚1与外部模拟信号的D0接口连接，多路复用芯片U2的管脚14与外部模拟信号的D1接口连接，多路复用芯片U2的管脚12与电容C1的一端及+5VA电源接口连接在一起，多路复用芯片U2的管脚13与电容C1的另一端一起接地，多路复用芯片U2的管脚3与电容C3的一端一起接地，多路复用芯片U2的管脚2与电容C3的另一端及+5VA电源接口连接在一起，多路复用芯片U2的管脚7、管脚8及管脚9悬空，多路复用芯片U2的管脚4连接电阻R5的一端，多路复用芯片U2的管脚5连接电阻R6的一端，多路复用芯片U2的管脚11连接电阻R7的一端，多路复用芯片U2的管脚10连接电阻R8的一端，多路复用芯片U2的管脚6接地，电阻R5的另一端与电阻R6的另一端、电阻R7的另一端、电阻R8的另一端及节点Vin连接在一起。
在本实施例中，所述电阻R5和电阻R6、电阻R7、电阻R8组成选通电路，其中，电阻R5的阻值大于电阻R6的阻值，电阻R6的阻值大于电阻R7的阻值，电阻R7的阻值大于电阻R8的阻值，以使所述节点Vin处的电压得到4个不同的放大倍数。
如图2所示，在本实施例中，所述放大电路包括：双通道运算放大器U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻Rs，其中，双通道运算放大器U1的管脚1与电阻R2的一端、电阻R3的一端及双通道运算放大器U1的管脚6连接在一起，双通道运算放大器U1的管脚2与电阻R2的另一端及节点Vin连接在一起，双通道运算放大器U1的管脚3连接电阻Rs的一端，双通道运算放大器U1的管脚4连接-5VA电源接口，双通道运算放大器U1的管脚8连接+5VA电源接口，双通道运算放大器U1的管脚5连接电阻RS的另一端，双通道运算放大器U1的管脚7与节点Vout及电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端。
在本实施例中，所述电阻Rs为采样电阻，所述电阻Rs的阻值与电阻R4的阻值相同，所述电阻R2的阻值与电阻R3的阻值相同。
在本实施例中，采样电阻Rs上的采样电压为Vs-Vg。
在本实施例中，所述外部模拟信号为无刷直流电机的电压信号。
在本实施例中，自增益电路的工作流程是：外部模拟信号接口(D0：D1)首先取值(0：0)，通道选择电阻R5，然后判断双通道运算放大器的输出电压值Vout，如果不为零，则进入到数据处理程序；如果双通道运算放大器的输出电压值Vout为零，则(D0：D1)改变取值(1：0)，通道选择电阻R6，再判断双通道运算放大器的输出电压值Vout，如果不为零，则进入到数据处理程序；如果双通道运算放大器的输出电压值Vout为零，则(D0：D1)的取值继续选择更大的运放增益，如果所有的电压增益都不适用，则认为外部模拟信号就为零。
在本实施例中，上述各种元器件的参数只是本发明的一种优选实施例，本领域的技术人员可以通过调整上述元器件的参数来实现类似的效果，这些都在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方法，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可调增益的小信号差分放大电路，其特征在于，包括：自增益电路和放大电路，所述自增益电路的输出端与放大电路的输入端连接，所述自增益电路的输入端与外部模拟信号相连，其中，所述自增益电路包括：多路复用芯片U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1和电容C3，其中，多路复用芯片U2的型号为ADG1204，多路复用芯片U2的管脚1与外部模拟信号的D0接口连接，多路复用芯片U2的管脚14与外部模拟信号的D1接口连接，多路复用芯片U2的管脚12与电容C1的一端及+5VA电源接口连接在一起，多路复用芯片U2的管脚13与电容C1的另一端一起接地，多路复用芯片U2的管脚3与电容C3的一端一起接地，多路复用芯片U2的管脚2与电容C3的另一端及+5VA电源接口连接在一起，多路复用芯片U2的管脚7、管脚8及管脚9悬空，多路复用芯片U2的管脚4连接电阻R5的一端，多路复用芯片U2的管脚5连接电阻R6的一端，多路复用芯片U2的管脚11连接电阻R7的一端，多路复用芯片U2的管脚10连接电阻R8的一端，多路复用芯片U2的管脚6接地，电阻R5的另一端与电阻R6的另一端、电阻R7的另一端、电阻R8的另一端及节点Vin连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种可调增益的小信号差分放大电路，其特征在于，所述电阻R5和电阻R6、电阻R7、电阻R8组成选通电路，其中，电阻R5的阻值大于电阻R6的阻值，电阻R6的阻值大于电阻R7的阻值，电阻R7的阻值大于电阻R8的阻值，以使所述节点Vin处的电压得到4个不同的放大倍数。
3.根据权利要求1所述的一种可调增益的小信号差分放大电路，其特征在于，所述放大电路包括：双通道运算放大器U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻Rs，其中，双通道运算放大器U1的管脚1与电阻R2的一端、电阻R3的一端及双通道运算放大器U1的管脚6连接在一起，双通道运算放大器U1的管脚2与电阻R2的另一端及节点Vin连接在一起，双通道运算放大器U1的管脚3连接电阻Rs的一端，双通道运算放大器U1的管脚4连接-5VA电源接口，双通道运算放大器U1的管脚8连接+5VA电源接口，双通道运算放大器U1的管脚5连接电阻RS的另一端，双通道运算放大器U1的管脚7与节点Vout及电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端连接电阻R3的另一端。
4.根据权利要求3所述的一种可调增益的小信号差分放大电路，其特征在于，所述电阻Rs为采样电阻，所述电阻Rs的阻值与电阻R4的阻值相同，所述电阻R2的阻值与电阻R3的阻值相同。
5.根据权利要求1所述的一种可调增益的小信号差分放大电路，其特征在于，所述外部模拟信号为无刷直流电机的电压信号。
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