CN201976074U - 气体传感器的放大电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种气体传感器的放大电路，其特征在于，包括依次相连的射极跟随器、电桥电路、电压放大电路和滤波电路，射极跟随器和电桥电路接收气体传感器输出的信号，对信号进行单端/双端变换处理后，将信号输出至电压放大电路，电压放大电路对信号进行放大后，将信号输出至滤波电路，滤波电路对信号进行滤波后，将信号输出至下一级电路。本实用新型提供的气体传感器的放大电路，具有抗干扰能力强，共模抑制比高，设计简单，成本较低的有益效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种放大电路，更具体地说，涉及一种用于检测氨气或甲醛的气体传感器的放大电路。
背景技术
在室内有害气体检测领域中，例如在检验氨气或者甲醛气体时，由于有害气体的浓度低，化学气体传感器的输出信号非常微弱，需要经过放大电路对其放大之后才能做进一步的处理。气体传感器的输出信号一般在mV级别，因此放大过程中存在着噪声等问题，传统的普通放大电路抗干扰能力比较差，共模抑制比比较低，而能够克服这些问题的放大电路，往往设计复杂，成本高昂。
实用新型内容
本实用新型要解决是问题在于，针对现有技术中气体传感器的放大电路抗干扰能力比较差，共模抑制比比较低，设计复杂，成本高昂的缺陷，提供一种气体传感器的放大电路。
本实用新型解决上述问题所采取的技术方案是，提供一种气体传感器的放大电路，其特征在于，包括依次相连的射极跟随器、电桥电路、电压放大电路和滤波电路，所述射极跟随器和电桥电路接收气体传感器输出的信号，对所述信号进行单端/双端变换处理后，将所述信号输出至所述电压放大电路，所述电压放大电路对所述信号进行放大后，将所述信号输出至所述滤波电路，所述滤波电路对所述信号进行滤波后，将所述信号输出至下一级电路。
在本实用新型所述的气体传感器的放大电路中，所述射极跟随器包括运算放大器U1A和电阻R1，气体传感器信号输入端串接所述电阻R1后与所述运算放大器U1A的正向输入端相连，所述运算放大器U1A的输出端与反向输入端相连，所述电阻R1的阻值可调。
在本实用新型所述的气体传感器的放大电路中，所述电桥电路包括电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc和电阻Rd，
所述电阻Rc和电阻Rd的连接处为正激励输入端，串接电阻R2后与所述运算放大器U1A的输出端相连；
所述电阻Ra和电阻Rb的连接处为负激励输入端，接地；
所述电阻Ra和电阻Rd的连接处为正信号输出端；
所述电阻Rb和电阻Rc的连接处为负信号输出端。
在本实用新型所述的气体传感器的放大电路中，所述电压放大电路包括运算放大器U2A、电阻R3和电容C3，所述运算放大器U2A的正向输入端接所述负信号输出端，所述运算放大器U2A的负向输入端接所述正信号输出端。
在本实用新型所述的气体传感器的放大电路中，所述滤波电路包括运算放大器U3A、电阻R4、电阻R5，电容C1和电容C2，
所述运算放大器U3A的正向输入端经电容C1接地，并串接所述电阻R5和电阻R4后与所述运算放大器U2A的输出端相连，
所述运算放大器U3A的输出端与反向输入端相连，并串接所述电容C2后与所述电阻R4和电阻R5的连接处相连。
实施本实用新型提供的气体传感器的放大电路具有以下有益效果：抗干扰能力强，共模抑制比高，设计简单，成本较低。
附图说明
图1是本实用新型气体传感器的放大电路的框图；
图2是本实用新型气体传感器的放大电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
请参阅图1，为本实用新型气体传感器的放大电路的框图。如图1所示，所述放大电路包括射极跟随器、电桥电路、电压放大电路、滤波电路，所述射极跟随器、电桥电路接收前级电路，即气体传感器输出电路输出的信号，经过阻抗变换处理后输出至电压放大电路，所述电压放大电路对信号进行放大，输出至滤波电路，所述滤波电路对信号进行过滤，输出至下一级电路。
请参阅图2，为本实用新型气体传感器的放大电路的电路图，如图2所示，本实用新型气体传感器的放大电路包括射极跟随器、电桥电路、电压放大电路、滤波电路。
射极跟随器包括运算放大器U1A和电阻R1。运算放大器U1A采用LM324四运放电路芯片。1脚为输出端，2脚为反向输入端，3脚为正向输入端，4脚为接电源端，11脚为接地端。电阻R1阻值可调，可以采用滑线变阻器。
运算放大器U1A的1脚和2脚相连，气体传感器信号输入端电阻R1后与运算放大器U1A的3脚连接，11脚接地，4脚接电源，1脚与反向输入端2脚连接。
电桥电路包括电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc和电阻Rd。
电阻Rc和电阻Rd的连接处为正激励输入端，串接电阻R2后与运算放大器的输出端相连；
电阻Ra和电阻Rb的连接处为负激励输入端，接地，
电阻Ra和电阻Rd的连接处为正信号输出端；
电阻Rb和电阻Rc的连接处为负信号输出端。
电压放大电路包括运算放大器U2A、电阻R3和电容C3。运算放大器U2A采用AD620仪器用运放芯片。2脚为反向输入端，3脚为正向输入端，4脚为接地端，6脚为输出端，7脚为接电源端，1脚与8脚之间通过活动变阻器连接。
运算放大器U2A的3脚，接惠斯通电桥的负信号输出端，反向输入端2脚接惠斯通电桥的正信号输出端，4脚接地，7脚串接电容C3接地，并同时接电源，1脚与8脚通过电阻R3连接。
滤波电路包括运算放大器U3A、电阻R4、电阻R5，电容C1和电容C2。运算放大器U3A采用LM358双运放芯片。1脚为输出端，2脚为反向输入端，3脚为正向输入端，4脚为接地端，8脚为接电源端。
运算放大器U3A的3脚经电容C1接地，并串接电阻R4和电阻R5后与运算放大器U2A的正向输出端6脚相连接，1脚为输出端，输出电压信号，并分别与反向输入端2脚相连接，串接电容C2与电阻R4和电阻R5的连接处相连，4脚接地，8脚接电源。
本实用新型在气体传感器的输出信号与电压放大电路之间，设计了一个射极跟随器和惠斯通电桥电路，其中射极跟随器具有输入高阻抗，输出低阻抗、电压增益近似为1的特性，使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用，同时可以提高电路的共模抑制比，能够使得后一级的放大电路更好的工作；惠斯通电桥电路具有高灵敏、高准确的特性，使得它在电路中可以起到提高电路灵敏度的作用，同时电桥电路可以将单输入转换为双输出，便于后级电压放大电路的工作。
本实用新型所设计的先放大后滤波的方案，主要是考虑到气体传感器输出微弱信号的特性，先放大后滤波可以避免通常所采用的先滤波后放大方案，将原来很小幅值信号衰减的更小的弊端。
本实用新型在电路芯片选型上，充分考虑结构简单，性能优良，价格低廉的特点，所述射极跟随器采用LM324四运放电路芯片，其具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点；所述电压放大电路采用AD620仪器用运放芯片，其具有低功耗、高精密度、输入阻抗大，可变增益等特点，通过对1脚和8脚之间串接的滑线变阻器的调节，可以实现1～10000倍的增益调节；所述滤波电路采用LM358双运放芯片，其具有内部频率补偿、宽电压输入范围等特点，通过与周边电阻、滤波电容的协作实现对电压信号的滤波。
本实用新型提供的气体传感器的放大电路，不仅可用于放大氨气或者甲醛气体传感器的输出信号，同样也适用于其他气体传感器，适用范围广。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种气体传感器的放大电路，其特征在于，包括依次相连的射极跟随器、电桥电路、电压放大电路和滤波电路，所述射极跟随器和电桥电路接收气体传感器输出的信号，对所述信号进行单端/双端变换处理后，将所述信号输出至所述电压放大电路，所述电压放大电路对所述信号进行放大后，将所述信号输出至所述滤波电路，所述滤波电路对所述信号进行滤波后，将所述信号输出至下一级电路。
2.根据权利要求1所述的气体传感器的放大电路，其特征在于，所述射极跟随器包括运算放大器U1A和电阻R1，气体传感器信号输入端串接所述电阻R1后与所述运算放大器U1A的正向输入端相连，所述运算放大器U1A的输出端与反向输入端相连，所述电阻R1的阻值可调。
3.根据权利要求2所述的气体传感器的放大电路，其特征在于，所述电桥电路包括电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc和电阻Rd，
所述电阻Rc和电阻Rd的连接处为正激励输入端，串接电阻R2后与所述运算放大器U1A的输出端相连；
所述电阻Ra和电阻Rb的连接处为负激励输入端，接地；
所述电阻Ra和电阻Rd的连接处为正信号输出端；
所述电阻Rb和电阻Rc的连接处为负信号输出端。
4.根据权利要求3所述的气体传感器的放大电路，其特征在于，所述电压放大电路包括运算放大器U2A、电阻R3和电容C3，所述运算放大器U2A的正向输入端接所述负信号输出端，所述运算放大器U2A的负向输入端接所述正信号输出端。
5.根据权利要求4所述的气体传感器的放大电路，其特征在于，所述滤波电路包括运算放大器U3A、电阻R4、电阻R5，电容C1和电容C2，
所述运算放大器U3A的正向输入端经电容C1接地，并串接所述电阻R5和电阻R4后与所述运算放大器U2A的输出端相连，
所述运算放大器U3A的输出端与反向输入端相连，并串接所述电容C2后与所述电阻R4和电阻R5的连接处相连。
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