CN110083083A - 一种基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节电路 - Google Patents

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蔡建明
张雪怡
储开斌
蒋帆
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Abstract

本发明专利公开了一种基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节电路，用于阻抗测量领域，是一种电平自动调节电路。本发明电路包括：模拟乘法器、积分器、D/A转换电路、单片机电路、精密整流电路。首先将输入信号接入模拟乘法器一个输入端；然后将模拟乘法器的输出信号经过精密整流器整流，得到直流信号接入积分器的反相输入端，同时单片机电路产生的信号送到D/A转换电路，D/A输出直流信号接入积分器的正相输入端，积分器的输出接入乘法器的另一输入端。积分器将D/A输出信号与精密整流输出的信号进行比较，输出直流信号控制乘法器的一个输入端，实现对乘法器的输出的精密控制，达到高精度稳压输出的目的。

Description

一种基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节电路
技术领域
本发明用于阻抗测量领域，具体涉及一种信号电平的自动调节电路。
背景技术
在阻抗测量领域，要求被测元件两端的电压满足一定的准确度，由于信号源存在内阻，其加在被测元件两端的电压往往与设定值存在较大的差别。为了保证元件两端电压的精确性，要用到电平自动调节技术，以确保元件两端电压的准确度，从而实现对相关电子元器件参数的精确测量。
在通用信号源领域，传统的模拟自动电平控制电路(Automatic Level Control,ALC)一般由功率监测电路、功率比较电路和控制电压形成电路形成。由于采用均值检波器，检波电压通过对放大器的电压倍数放大器调节实现电平的自动控制，检波电压和参考电压通过运放设计的差分放大器进行比较，而运放是闭环器件，将其运用在放大电路和比较电路中将大大影响反应时间，影响了最终功率的稳定速度。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节电路，通过简单的硬件电路设计，即可实现在阻抗测量时对元件两端电平的自动调节。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节技术，包括：模拟乘法器、积分器、精密整流器、D/A转换电路、微控制器。模拟乘法器用来将信号源产生的信号进行相应的放大和缩小，精密整流器将乘法器输出信号进行整流滤波作为模拟积分器的输入，D/A转换电路将单片机产生的数字电压转换成模拟电压作为模拟积分器的另一个输入，模拟积分器将两个输入进行积分比较，最后将比较后的误差信号作为乘法器的另一个输入，从而实现对信号源信号进行控制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，图1是本发明基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节技术的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明做作一步详细说明：
本发明的基本思想是：信号源内部由于内阻的存在，实际电压与期望电压稍有差异。通过对信号源电压进行合理的调整，经过一定比例的放大，可以实现高精度地控制输出电压，满足阻抗测量的要求。
具体的如图1所示，基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节电路，包括模拟乘法器、模拟积分器、D/A转换电路、微控制器电路、精密整流器。
具体的，基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节电路控制方法如下：
1、将模拟乘法器输出的信号Z送到精密整流器，经过整流滤波变成直流信号UO；
2、由微控制器电路产生控制信号，经过D/A转换电路将数字信号转换成模拟信号UREF；
3、将步骤1中产生的直流信号UO送到模拟积分器的反相输入端，步骤2 产生的模拟信号UREF送到模拟积分器的正相输入端，进行积分变换后输出UY；
4、将步骤3中积分变换后得到的模拟控制电压UY反馈到模拟乘法器的输入端，和信号源输出ui进行乘法运算，实现对信号源输出电路进行稳压控制。
以上显示和描述了本发明专利的基本原理、主要特征和本发明专利的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明专利不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明专利的原理，在不脱离本发明专利精神和范围的前提下，本发明专利还会有各种变化和改进，这些变化的改进都落入要求保护的本发明专利的范围内。

Claims (6)

1.一种基于模拟乘法器和积分器的电平自动调节电路，其特征在于，包括模拟乘法器、积分器、精密整流器、D/A转换电路、微控制器；微控制器通过软件设置输出信号电平的幅度并送到D/A转换电路，D/A转换电路将电平幅度信号转换成直流电压信号送到积分器的正相输入端，被调节信号送到模拟乘法器的第1输入端，模拟乘法器的第2输入端接积分器的输出端，模拟乘法器将第1输入端信号与第2输入端信号相乘，实现乘法器输出信号的电平调节，乘法器输出的信号送到精密整流电路进行整流，整流输出的直流信号送到积分器的反相输入端，在积分器中，将精密整流得到的直流信号与D/A转换得到的直流信号进行比较，积分器输出误差信号给乘法器的第2输入端，实现乘法器输出信号电平的调节，通过积分器的调节，实现精密整流后的输出直流信号与D/A转换电路的输出直流信号相等，实现电平的自动调节功能。
2.如权利要求1所述模拟乘法器，其特征在于，所述模拟乘法器用于实现对输入信号的电平调节，模拟乘法器有2个输入端，其中第1输入端接输入信号，第2输入端与积分器的输出相连。
3.如权利要求1所述积分器，其特征在于，所述积分器用于将精密整流器送来的直流信号与D/A转换器送来的直流信号进行比较，将比较后的输出信号送到乘法器的第2输入端，积分器的反相输入端接1个电阻及1个电容，电阻的另1端与精密整流的输出相连，电容的另1端到积分器的输出端相连。
4.如权利要求1所述精密整流器，其特征在于，所述精密整流器用于将模拟乘法器的输出信号精密整流成直流信号。
5.如权利要求1所述D/A转换电路，其特征在于，所述D/A转换电路用于将微控制器输出的数字信号转换成模拟信号，所述D/A转换电路的输出端接1电阻，电阻的另一端与积分器的正相端相连。
6.如权利要求1所述微控制器，其特征在于，所述微控制器通过软件设置输出信号电平，并将电平的幅度转换成数字信号送到D/A转换电路的输入端。
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