CN107634730A - 一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路 - Google Patents
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Abstract
本发明一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，包括限流电阻、放大器、第一反馈电阻、第二反馈电阻和短路保护电阻；限流电阻一端接输入信号，另一端连接至放大器的同相输入端；放大器的输出端经短路保护电阻接至输出信号端，输出信号端同时经第一反馈电阻、第二反馈电阻接地，并将第一反馈电阻、第二反馈电阻的共接端连接至放大器的反相输入端。本发明提供了一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，在信号放大电路中增加了保护措施，不仅不影响电路的放大作用，还能起到短路保护作用，增加了电路的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，属于电路技术领域。
背景技术
目前的信号放大电路在电路设计时，使用各种手段，如差分技术或采用多级放大等方式提高自身的精度、增益等技术指标，这些技术大部分器件较多、成本较高，虽然提高了信号精度，但往往忽略了放大电路的可靠性。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷问题，本发明提供了一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，在信号放大电路中增加了保护措施，增加了电路的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，包括限流电阻、放大器、第一反馈电阻、第二反馈电阻和短路保护电阻；
限流电阻一端接输入信号，另一端连接至放大器的同相输入端；放大器的输出端经短路保护电阻接至输出信号端，输出信号端同时经第一反馈电阻、第二反馈电阻接地，并将第一反馈电阻、第二反馈电阻的共接端连接至放大器的反相输入端。
放大器的正电源输入端+VCC经第一去耦电容接地。
放大器的负电源输入端-VCC经第二去耦电容接地。
放大器采用运算放大器。
当输入信号的电压使放大器处于非线性工作范围时，由限流电阻限制输入信号的电流，平衡放大器同相输入端和反相输入端的电阻。
放大器同相输入端和反相输入端的电压相同，流经第一反馈电阻的电流和流经第二反馈电阻的电流相等，得出计算公式(1)：
整理后，得到公式(2)：
式中，Ui是输入信号电压，Uo是输出信号电压；R1是第一反馈电阻阻值、R2是第二反馈电阻阻值。
本发明所达到的有益效果：
本发明提供了一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，在信号放大电路中增加了保护措施，不仅不影响电路的放大作用，还能起到短路保护作用，增加了电路的可靠性。
附图说明
图1是本发明的具有保护功能的信号放大电路原理图；
图2是本发明的具有保护功能的信号放大电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
由图1所示，本专利是一种具有保护功能的信号放大电路，主要包括限流电阻、放大器、反馈电路、短路保护电阻等几部分组成。
图2为本专利的电路图，包括限流电阻R3、运算放大器U1A、信号反馈电阻R1、R2、短路保护电阻R4。Uo是输出信号，Uo是输出信号。
限流电阻R3一端接输入信号Ui，另一端连接至运算放大器U1A的3脚同相输入端；运算放大器U1A的输出端经短路保护电阻R4后接至输出信号Uo，输出信号Uo同时经反馈电阻R1、R2接地AGND，并将反馈电阻R1、R2的共接端连接至运算放大器U1A的2脚反相输入端。运算放大器U1A的正电源输入端+VCC经去耦电容C1接地AGND。运算放大器U1A的负电源输入端-VCC经去耦电容C2接地AGND。
放大原理：根据运算放大器的“虚短”原理，运算放大器U1A的2脚、3脚电压相同，即两脚的电压都是Ui；根据运算放大器的“虚断”原理，运算放大器U1A的2脚无电流流入或流出，所以流经反馈电阻R1的电流和流经反馈电阻R2的电流是相等的，如此，可得出计算公式(1)：
整理后，得到公式(2)：
保护设计1：图2中，当输入信号Ui的电压太大导致运算放大器U1A不再处于线性工作范围时，限流电阻R3可以起到限制输入电流的作用，同时，限流电阻R3可以平衡运算放大器U1A两个输入端的电阻。
保护设计2：图2中，当输出信号Uo发生短路故障时，因为有短路保护电阻R4限流，所以不会导致信号放大电路损坏，当短路故障解除时，信号放大电路还能正常工作。
本发明创新性主要体现在短路保护设计中，在电路里加入了短路保护电阻R4，不仅不影响电路的放大作用，还能起到短路保护作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，包括限流电阻、放大器、第一反馈电阻、第二反馈电阻和短路保护电阻；
限流电阻一端接输入信号，另一端连接至放大器的同相输入端；放大器的输出端经短路保护电阻接至输出信号端，输出信号端同时经第一反馈电阻、第二反馈电阻接地，并将第一反馈电阻、第二反馈电阻的共接端连接至放大器的反相输入端。
2.根据权利要求1所述的一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，放大器的正电源输入端+VCC经第一去耦电容接地。
3.根据权利要求1所述的一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，放大器的负电源输入端-VCC经第二去耦电容接地。
4.根据权利要求1所述的一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，放大器采用运算放大器。
5.根据权利要求1所述的一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，当输入信号的电压使放大器处于非线性工作范围时，由限流电阻限制输入信号的电流，平衡放大器同相输入端和反相输入端的电阻。
6.根据权利要求1所述的一种具有短路保护功能的高可靠性信号放大电路，其特征是，
放大器同相输入端和反相输入端的电压相同，流经第一反馈电阻的电流和流经第二反馈电阻的电流相等，得出计算公式(1)：
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整理后，得到公式(2)：
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2245833Y (zh) * | 1995-06-23 | 1997-01-22 | 刘海先 | 一种恒流恒压馈电放大装置 |
| CN102355236A (zh) * | 2011-07-05 | 2012-02-15 | 东南大学 | 高频高压脉冲发生器 |
| CN102790592A (zh) * | 2011-05-16 | 2012-11-21 | 康佳集团股份有限公司 | 多功能放大电路板及使用该电路板实现的放大电路 |
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2017
- 2017-10-12 CN CN201710957660.2A patent/CN107634730A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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