CN110048367A - 一种基于运算放大器的过压保护电路及后端接收设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于运算放大器的过压保护电路及后端接收设备，该过压保护电路包括：第一参考电源、第一运算放大器和第一二极管；第一参考电源的正极与第一运算放大器的正极输入端连接；第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接；第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极连接；第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极的连接处用于与传感器的输出端连接。这样，可以在传感器输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源电压时，第一二极管导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源电压相等。从而避免直接将差分电压信号传输至第一参考电源，对第一参考电源造成损坏，进而提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

Description

一种基于运算放大器的过压保护电路及后端接收设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种基于运算放大器的过压保护电路及后端接收设备。

背景技术

随着航空飞机进入全电时代，航空飞机的各种飞行参数均是通过不同功能的传感器采集的，并且，可以基于传感器采集的飞行参数来实现对航空飞机飞行状态的控制。

差分电压信号作为一种常用的模拟量输出电信号，具有较高的传输距离和较为精确的数值等优势，因此，广泛应用于传感器和后端的接收设备的信号传输中，例如，传感器采集的飞行参数，可以是采用差分电压信号，传递到后端的与该传感器通信连接的接收设备的。

然而，由于传感器输出的差分电压信号存在电压波动，并且与信号接收电路的电压具有一定的电势差，为了防止电压波动和电势差对信号接收电路的损害，可以进行过压保护。例如，可以采用图1所示的电路对传感器输出的差分电压信号进行过压保护。在图1中，可以包括传感器110、信号接收电路120、第一二极管130和第二二极管140、第一参考电源150、第二参考电源160。第一二极管130的负极连接有第一参考电源150，第二二极管140的正极连接有第二参考电源160，传感器110的输出端同时与第一二极管130的正极和第二二极管140的负极连接，并且连接至信号接收电路120的输入端。

从而可以在传感器110输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源150的电压时，通过第一二极管130将该差分电压信号传输至第一参考电源150。然而，由于传感器110的输出端通过第一二极管130直接与第一参考电源150连接，因此，该第一二极管130直接将大于第一参考电源150的差分电压信号传输至第一参考电源150时，会对第一参考电源150造成损坏，造成第一参考电源150的稳定性的下降，进而影响过压保护电路的稳定工作。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于运算放大器的过压保护电路及后端接收设备，以实现提高过压保护电路的稳定性和可靠性。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种过压保护电路，该过压保护电路包括：第一参考电源、第一运算放大器和第一二极管；

第一参考电源的正极与第一运算放大器的正极输入端连接；

第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接；第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极连接；

第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极的连接处用于与传感器的输出端连接。

可选的，该过压保护电路还包括：第二二极管和第二参考电源；

第二二极管的负极与第一运算放大器的负极输入端和第一二极管的正极连接；

第二二极管的正极与第二参考电源的正极连接，其中，第一参考电源的电压大于第二参考电源的电压。

可选的，该过压保护电路还包括：第二运算放大器；

第二运算放大器设置在第二二极管与第二参考电源之间；

第二二极管的负极还与第二运算放大器的负极输入端连接，用于与第一运算放大器的负极输入端和第一二极管的正极连接；

第二运算放大器的输出端与第二二极管的正极连接；

第二运算放大器的正极输入端与第二参考电源的正极连接。

可选的，第一二极管的最大反向恢复时间为50ns，第一二极管的最大反向直流电压为200V，第一二极管的最大正向直流电流为200mA；

第一运算放大器的输入电压范围为0V～68V，第一运算放大器的最大额定电源电压为36V，第一运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。

可选的，第二二极管的最大反向恢复时间为50ns，第二二极管的最大反向直流电压为200V，第二二极管的最大正向直流电流为200mA；

第二运算放大器的输入电压范围为0V～68V，第二运算放大器的最大额定电源电压为36V，第二运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。

第二方面，本发明实施例还提供了一种后端接收设备，该后端接收设备包括：信号接收电路、第一参考电源、第一运算放大器和第一二极管；

第一参考电源的正极与第一运算放大器的正极输入端连接；

第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接；第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极连接；

第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极的连接处用于与传感器的输出端连接；

信号接收电路的输入端同时与第一运算放大器的负极输入端和第一二极管的正极连接。

可选的，该后端接收设备还包括：第二二极管和第二参考电源；

第二二极管的负极与第一运算放大器的负极输入端和第一二极管的正极连接；

第二二极管的负极还与信号接收电路的输入端连接；

第二二极管的正极与第二参考电源的正极连接，其中，第一参考电源的电压大于第二参考电源的电压。

可选的，该后端接收设备还包括：第二运算放大器；

第二运算放大器设置在第二二极管与第二参考电源之间；

第二二极管的负极还与第二运算放大器的负极输入端连接，用于与第一运算放大器的负极输入端和第一二极管的正极连接；

第二运算放大器的输出端与第二二极管的正极连接；

第二运算放大器的正极输入端与第二参考电源的正极连接；

信号接收电路的输入端还与第二运算放大器的负极输入端连接。

可选的，第一二极管的最大反向恢复时间为50ns，第一二极管的最大反向直流电压为200V，第一二极管的最大正向直流电流为200mA；

第一运算放大器的输入电压范围为0V～68V，第一运算放大器的最大额定电源电压为36V，第一运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。

可选的，第二二极管的最大反向恢复时间为50ns，第二二极管的最大反向直流电压为200V，第二二极管的最大正向直流电流为200mA；

第二运算放大器的输入电压范围为0V～68V，第二运算放大器的最大额定电源电压为36V，第二运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。

本发明实施例提供的一种基于运算放大器的过压保护电路及后端接收设备，设置有第一参考电源、第一运算放大器、第一二极管的过压保护电路，通过将第一参考电源的正极与第一运算放大器的正极输入端连接；将第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接；将第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极连接；可以使得通过该第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极的连接处连接到传感器的输出端。这样，可以在传感器输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源电压时，第一运算放大器的正极输入端和负极输入端形成负电压差，并且该第一运算放大器的输出端会将该负电压差放大，从而使得第一二极管导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源电压相等。从而可以避免在差分电压信号的电压大于第一参考电源电压时，直接将差分电压信号传输至第一参考电源，对第一参考电源造成损坏，进而可以提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

进一步的，在传感器输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源电压时，第一运算放大器的正极输入端与负极输入端形成正电压差，该第一运算放大器的输出端可以对该正电压差放大，大于该差分电压信号，从而使得第一二极管不导通，从而可以避免第一参考电源传输至该传感器，对传感器输出的差分电压信号造成影响。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的过压保护电路的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种基于运算放大器的过压保护电路第一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种基于运算放大器的过压保护电路第二种实施方式的结构示意图；

图4为本发明实施例的一种基于运算放大器的过压保护电路第三种实施方式的结构示意图；

图5为本发明实施例的一种后端接收设备第一种实施方式的结构示意图；

图6为本发明实施例的一种后端接收设备第二种实施方式的结构示意图；

图7为本发明实施例的一种后端接收设备第三种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种基于运算放大器的过压保护电路及后端接收设备，以实现提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

下面，首先对本发明实施例的一种基于运算放大器的过压保护电路进行说明，如图2所示，为本发明实施例的一种过压保护电路第一种实施方式的结构示意图，该过压保护电路可以包括：第一参考电源210、第一运算放大器220和第一二极管230；

第一参考电源210的正极与第一运算放大器220的正极输入端连接。

第一二极管230的负极与第一运算放大器220的输出端连接；第一运算放大器220的负极输入端与第一二极管230的正极连接。

第一运算放大器220的负极输入端与第一二极管230的正极的连接处用于与传感器240的输出端连接。

这样，可以在传感器240输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源210的电压时，第一运算放大器220的正极输入端和负极输入端形成负电压差，并且该第一运算放大器220的输出端会将该负电压差放大，从而使得第一二极管230导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源210的电压相等。从而可以避免在差分电压信号的电压大于第一参考电源210的电压时，直接将差分电压信号传输至第一参考电源210，对第一参考电源210造成损坏，进而可以提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

进一步的，在传感器输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源电压时，第一运算放大器220的正极输入端与负极输入端形成正电压差，该第一运算放大器220的输出端可以对该正电压差放大，大于该差分电压信号，从而使得第一二极管230不导通，从而可以避免第一参考电源210的电压对传感器240输出的差分电压信号造成影响。

在一些示例中，该第一二极管230的最大反向恢复时间为50ns，第一二极管230的最大反向直流电压为200V，第一二极管230的最大正向直流电流为200mA。

基于上述参数，第一二极管230可以选择型号为BAS21H的二极管。

在一些示例中，该第一运算放大器220的输入电压范围为0V～68V，第一运算放大器220的最大额定电源电压为36V，第一运算放大器220的工作温度为-40℃～+125℃。基于上述参数，该第一运算放大器220可以选择型号为ADA4177的运算放大器。

本发明实施例的一种过压保护电路，通过将第一参考电源的正极与第一运算放大器的正极输入端连接；将第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接；将第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极连接；可以使得通过该第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极的连接处连接到传感器的输出端。这样，可以在传感器输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源电压时，第一运算放大器的正极输入端和负极输入端形成负电压差，并且该第一运算放大器的输出端会将该负电压差放大，从而使得第一二极管导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源电压相等。从而可以避免在差分电压信号的电压大于第一参考电源电压时，直接将差分电压信号传输至第一参考电源，对第一参考电源造成损坏，进而可以提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

进一步的，在传感器输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源电压时，第一运算放大器的正极输入端与负极输入端形成正电压差，该第一运算放大器的输出端可以对该正电压差放大，大于该差分电压信号，从而使得第一二极管不导通，从而可以避免第一参考电源传输至该传感器，对传感器输出的差分电压信号造成影响。

在图2所示的一种基于运算放大器的过压保护电路的基础上，本发明实施例还提供了一种可能的实现方式，如图3所示，为本发明实施例的一种基于运算放大器的过压保护电路第二种实施方式的结构示意图，该过压保护电路还可以包括：第二二极管250和第二参考电源260。

第二二极管250的负极与第一运算放大器220的负极输入端和第一二极管230的正极连接；

第二二极管250的正极与第二参考电源260的正极连接。

其中，第一参考电源210的电压大于第二参考电源260的电压。

在一些示例中，该第二二极管250的最大反向恢复时间为50ns，第二二极管250的最大反向直流电压为200V，第二二极管250的最大正向直流电流为200mA。

基于上述参数，该第二二极管250可以选择型号为BAS21H的二极管。

在一些示例中，该第一参考电源210的电压可以是由预先选择的第一参考电源的性能决定的，该第二参考电源260的电压可以是由预先选择的第二参考电源的性能决定的。

通过将第二二极管250的负极与第一运算放大器220的负极输入端和第一二极管230的正极连接，将第二二极管250的正极与第二参考电源260的正极连接，可以在将该传感器240的差分电压信号传输至该过压保护电路时，且在该传感器240的差分电压信号的电压小于第二参考电源260的电压时，该第二参考电源260可以对传感器240的差分电压信号进行电压补偿，从而实现对该差分电压信号的稳压，使得该传感器240输出的差分电压信号的电压处于该第一参考电源210的电压与第二参考电源260的电压之间，从而可以实现欠压保护。

在图3所示的一种基于运算放大器的过压保护电路的基础上，本发明实施例还提供了一种可能的实现方式，如图4所示，为本发明实施例的一种基于运算放大器的过压保护电路第三种实施方式的结构示意图，该过压保护电路还可以包括：第二运算放大器270。

第二运算放大器270设置在第二二极管250与第二参考电源260之间；

第二二极管250的负极还与第二运算放大器270的负极输入端连接，用于与第一运算放大器220的负极输入端和第一二极管230的正极连接；

第二运算放大器270的输出端与第二二极管250的正极连接；

第二运算放大器270的正极输入端与第二参考电源260的正极连接。

在一些示例中，该第二运算放大器270的输入电压范围为0V～68V，第二运算放大器270的最大额定电源电压为36V，第二运算放大器270的工作温度为-40℃～+125℃。

基于上述参数，该第二运算放大器270可以选择型号为ADA4177的运算放大器。

这样，可以在在传感器240输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源210的电压时，第一运算放大器220的正极输入端和负极输入端形成负电压差，并且该第一运算放大器220的输出端会将该负电压差放大，从而使得第一二极管230导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源210的电压相等。从而可以避免在差分电压信号的电压大于第一参考电源210的电压时，直接将差分电压信号传输至第一参考电源210，对第一参考电源210造成损坏，进而可以提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

在传感器240输出的差分电压信号的电压小于第二参考电源260的电压时，第二运算放大器270的正极输入端和负极输入端形成正电压差，并且，该第二运算放大器270的输出端可以将该正电压差放大，从而使得第二二极管250导通，这样，该第二参考电源260可以对传感器240的差分电压信号进行电压补偿，从而实现对该差分电压信号的稳压，使得该传感器240输出的差分电压信号的电压处于该第一参考电源210的电压与第二参考电源260的电压之间，从而可以实现欠压保护。

在传感器240输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源210的电压，且大于第二参考电源260的电压时，第一运算放大器220的正极输入端和负极输入端形成正电压差，且该第一运算放大器220的输出端可以将该正电压差放大，从而使得第一二极管230不导通。因此，可以避免第一参考电源210对传感器240输出的差分电压信号的影响。

第二运算放大器270的正极输入端和负极输入端形成负电压差，且该第二运算放大器270的输出端会将该负电压差放大，从而使得第二二极管250不导通。因此，可以避免第二参考电源260对传感器240输出的差分电压信号的影响。

可见，该第一二极管230和第二二极管250的作用是：在传感器240输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源210的电压，且大于第二参考电源260的电压时，阻断第一运算放大器220和第二运算放大器270的负反馈，从而避免第一参考电源210和第二参考电源260对传感器240输出的差分电压信号的影响。

由运算放大器的基本特性可知，在形成“负反馈”的情况下，该运算放大器的正极输入端和负极输入端“虚短”，仅为电压值一致，但实际是电气隔离的，因此，该第一运算放大器220和第二运算放大器270的作用是：将传感器240输出的差分电压信号与第一参考电源210和第二参考电源260的电器隔离。使得传感器240输出的差分电压信号的波动不会对第一参考电源210和第二参考电源260产生任何影响。

基于上述的基于运算放大器的过压保护电路，本发明实施例还提供了一种后端接收设备，该后端接收设备用于接收传感器输出的差分电压信号，如图5所示，为本发明实施例的一种后端接收设备第一种实施方式的结构示意图，该后端接收设备可以包括：信号接收电路540、第一参考电源510、第一运算放大器520和第一二极管530；

第一参考电源510的正极与第一运算放大器520的正极输入端连接；

第一二极管530的负极与第一运算放大器520的输出端连接；

第一运算放大器520的负极输入端与第一二极管530的正极连接；

第一运算放大器520的负极输入端与第一二极管530的正极的连接处用于与传感器550的输出端连接；

信号接收电路540的输入端同时与第一运算放大器520的负极输入端和第一二极管530的正极连接。

这样，可以在传感器550输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源510的电压时，第一运算放大器520的正极输入端和负极输入端形成负电压差，并且该第一运算放大器520的输出端会将该负电压差放大，从而使得第一二极管530导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源510的电压相等。从而可以避免在差分电压信号的电压大于第一参考电源510的电压时，直接将差分电压信号传输至第一参考电源510，对第一参考电源510造成损坏，进而可以提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

进一步的，在传感器输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源电压时，第一运算放大器520的正极输入端与负极输入端形成正电压差，该第一运算放大器520的输出端可以对该正电压差放大，大于该差分电压信号，从而使得第一二极管530不导通，从而可以避免第一参考电源510的电压对传感器550输出的差分电压信号造成影响。

在一些示例中，该第一二极管530的最大反向恢复时间为50ns，第一二极管530的最大反向直流电压为200V，第一二极管530的最大正向直流电流为200mA。

基于上述参数，第一二极管530可以选择型号为BAS21H的二极管。

在一些示例中，该第一运算放大器520的输入电压范围为0V～68V，第一运算放大器520的最大额定电源电压为36V，第一运算放大器520的工作温度为-40℃～+125℃。基于上述参数，该第一运算放大器520可以选择型号为ADA4177的运算放大器。

本发明实施例提供的一种后端接收设备，设置有第一参考电源、第一运算放大器、第一二极管的过压保护电路，通过将第一参考电源的正极与第一运算放大器的正极输入端连接；将第一二极管的负极与第一运算放大器的输出端连接；将第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极连接；可以使得通过该第一运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极的连接处连接到传感器的输出端。这样，可以在传感器输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源电压时，第一运算放大器的正极输入端和负极输入端形成负电压差，并且该第一运算放大器的输出端会将该负电压差放大，从而使得第一二极管导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源电压相等。从而可以避免在差分电压信号的电压大于第一参考电源电压时，直接将差分电压信号传输至第一参考电源，对第一参考电源造成损坏，进而可以提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

进一步的，在传感器输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源电压时，第一运算放大器的正极输入端与负极输入端形成正电压差，该第一运算放大器的输出端可以对该正电压差放大，大于该差分电压信号，从而使得第一二极管不导通，从而可以避免第一参考电源传输至该传感器，对传感器输出的差分电压信号造成影响。

基于图5所示的后端接收设备，本发明实施例还提供了一种可能的实现方式，如图6所示，为本发明实施例的一种后端接收设备第二种实施方式的结构示意图，该后端接收设备还可以包括：第二二极管560和第二参考电源570；

第二二极管560的负极与第一运算放大器520的负极输入端和第一二极管530的正极连接；

第二二极管560的负极还与信号接收电路540的输入端连接；

第二二极管560的正极与第二参考电源570的正极连接。

其中，第一参考电源510的电压大于第二参考电源570的电压。

在一些示例中，该第二二极管560的最大反向恢复时间为50ns，第二二极管560的最大反向直流电压为200V，第二二极管560的最大正向直流电流为200mA。

基于上述参数，该第二二极管560可以选择型号为BAS21H的二极管。

在一些示例中，该第一参考电源510的电压可以是由预先选择的第一参考电源的性能决定的，该第二参考电源570的电压可以是由预先选择的第二参考电源的性能决定的。

通过将第二二极管560的负极与第一运算放大器520的负极输入端和第一二极管530的正极连接，将第二二极管560的正极与第二参考电源570的正极连接，可以在将该传感器550的差分电压信号传输至该过压保护电路时，且在该传感器550的差分电压信号的电压小于第二参考电源570的电压时，该第二参考电源570可以对传感器550的差分电压信号进行电压补偿，从而实现对该差分电压信号的稳压，使得该传感器550输出的差分电压信号的电压处于该第一参考电源510的电压与第二参考电源570的电压之间，从而可以实现欠压保护。

基于图6所示的后端接收设备，本发明实施例还提供了一种可能的实现方式，如图7所示，为本发明实施例的一种后端接收设备第三种实施方式的结构示意图，该后端接收设备还可以包括：第二运算放大器580；

第二运算放大器580设置在第二二极管560与第二参考电源570之间；

第二二极管560的负极还与第二运算放大器580的负极输入端连接，用于与第一运算放大器520的负极输入端和第一二极管530的正极连接；

第二运算放大器580的输出端与第二二极管560的正极连接；

第二运算放大器580的正极输入端与第二参考电源570的正极连接；

信号接收电路540的输入端还与第二运算放大器580的负极输入端连接。

在一些示例中，该第二运算放大器580的输入电压范围为0V～68V，第二运算放大器580的最大额定电源电压为36V，第二运算放大器580的工作温度为-40℃～+125℃。

基于上述参数，该第二运算放大器580可以选择型号为ADA4177的运算放大器。

这样，可以在在传感器550输出的差分电压信号的电压大于第一参考电源510的电压时，第一运算放大器520的正极输入端和负极输入端形成负电压差，并且该第一运算放大器520的输出端会将该负电压差放大，从而使得第一二极管530导通，使得该差分电压信号的电压降低至与该第一参考电源510的电压相等。从而可以避免在差分电压信号的电压大于第一参考电源510的电压时，直接将差分电压信号传输至第一参考电源510，对第一参考电源510造成损坏，进而可以提高过压保护电路的稳定性和可靠性。

在传感器550输出的差分电压信号的电压小于第二参考电源570的电压时，第二运算放大器580的正极输入端和负极输入端形成正电压差，并且，该第二运算放大器580的输出端可以将该正电压差放大，从而使得第二二极管560导通，这样，该第二参考电源570可以对传感器550的差分电压信号进行电压补偿，从而实现对该差分电压信号的稳压，使得该传感器550输出的差分电压信号的电压处于该第一参考电源510的电压与第二参考电源570的电压之间，从而可以实现欠压保护。

在传感器550输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源510的电压，且大于第二参考电源570的电压时，第一运算放大器520的正极输入端和负极输入端形成正电压差，且该第一运算放大器520的输出端可以将该正电压差放大，从而使得第一二极管530不导通。因此，可以避免第一参考电源510对传感器550输出的差分电压信号的影响。

第二运算放大器580的正极输入端和负极输入端形成负电压差，且该第二运算放大器580的输出端会将该负电压差放大，从而使得第二二极管560不导通。因此，可以避免第二参考电源570对传感器550输出的差分电压信号的影响。

可见，该第一二极管530和第二二极管560的作用是：在传感器550输出的差分电压信号的电压小于第一参考电源510的电压，且大于第二参考电源570的电压时，阻断第一运算放大器520和第二运算放大器580的负反馈，从而避免第一参考电源510和第二参考电源570对传感器550输出的差分电压信号的影响。

由运算放大器的基本特性可知，在形成“负反馈”的情况下，该运算放大器的正极输入端和负极输入端“虚短”，仅为电压值一致，但实际是电气隔离的，因此，该第一运算放大器520和第二运算放大器580的作用是：将传感器550输出的差分电压信号与第一参考电源510和第二参考电源570的电器隔离。使得传感器550输出的差分电压信号的波动不会对第一参考电源510和第二参考电源570产生任何影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于运算放大器的过压保护电路，其特征在于，所述电路包括：第一参考电源、第一运算放大器和第一二极管；

所述第一参考电源的正极与所述第一运算放大器的正极输入端连接；

所述第一二极管的负极与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一运算放大器的负极输入端与所述第一二极管的正极连接；

所述第一运算放大器的负极输入端与所述第一二极管的正极的连接处用于与传感器的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：第二二极管和第二参考电源；

所述第二二极管的负极与所述第一运算放大器的负极输入端和所述第一二极管的正极连接；

所述第二二极管的正极与所述第二参考电源的正极连接，其中，所述第一参考电源的电压大于所述第二参考电源的电压。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：第二运算放大器；

所述第二运算放大器设置在所述第二二极管与所述第二参考电源之间；

所述第二二极管的负极还与所述第二运算放大器的负极输入端连接，用于与所述第一运算放大器的负极输入端和所述第一二极管的正极连接；

所述第二运算放大器的输出端与所述第二二极管的正极连接；

所述第二运算放大器的正极输入端与第二参考电源的正极连接。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一二极管的最大反向恢复时间为50ns，所述第一二极管的最大反向直流电压为200V，所述第一二极管的最大正向直流电流为200mA；

所述第一运算放大器的输入电压范围为0V～68V，所述第一运算放大器的最大额定电源电压为36V，所述第一运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二二极管的最大反向恢复时间为50ns，所述第二二极管的最大反向直流电压为200V，所述第二二极管的最大正向直流电流为200mA；

所述第二运算放大器的输入电压范围为0V～68V，所述第二运算放大器的最大额定电源电压为36V，所述第二运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。

6.一种后端接收设备，其特征在于，所述后端接收设备包括：信号接收电路、第一参考电源、第一运算放大器和第一二极管；

所述第一参考电源的正极与所述第一运算放大器的正极输入端连接；

所述第一二极管的负极与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第一运算放大器的负极输入端与所述第一二极管的正极连接；

所述第一运算放大器的负极输入端与所述第一二极管的正极的连接处用于与传感器的输出端连接；

所述信号接收电路的输入端同时与所述第一运算放大器的负极输入端和所述第一二极管的正极连接。

7.根据权利要求6所述的后端接收设备，其特征在于，所述后端接收设备还包括：第二二极管和第二参考电源；

所述第二二极管的负极与所述第一运算放大器的负极输入端和所述第一二极管的正极连接；

所述第二二极管的负极还与所述信号接收电路的输入端连接；

所述第二二极管的正极与所述第二参考电源的正极连接，其中，所述第一参考电源的电压大于所述第二参考电源的电压。

8.根据权利要求7所述的后端接收设备，其特征在于，所述后端接收设备还包括：第二运算放大器；

所述第二运算放大器设置在所述第二二极管与所述第二参考电源之间；

所述第二二极管的负极还与所述第二运算放大器的负极输入端连接，用于与所述第一运算放大器的负极输入端和所述第一二极管的正极连接；

所述第二运算放大器的输出端与所述第二二极管的正极连接；

所述第二运算放大器的正极输入端与第二参考电源的正极连接；

所述信号接收电路的输入端还与所述第二运算放大器的负极输入端连接。

9.根据权利要求6所述的后端接收设备，其特征在于，所述第一二极管的最大反向恢复时间为50ns，所述第一二极管的最大反向直流电压为200V，所述第一二极管的最大正向直流电流为200mA；

所述第一运算放大器的输入电压范围为0V～68V，所述第一运算放大器的最大额定电源电压为36V，所述第一运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。

10.根据权利要求8所述的后端接收设备，其特征在于，所述第二二极管的最大反向恢复时间为50ns，所述第二二极管的最大反向直流电压为200V，所述第二二极管的最大正向直流电流为200mA；

所述第二运算放大器的输入电压范围为0V～68V，所述第二运算放大器的最大额定电源电压为36V，所述第二运算放大器的工作温度为-40℃～+125℃。