CN202903836U - 一种可编程模拟电阻发生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可编程模拟电阻发生装置，包括一中央处理器，其特征在于：所述中央处理器的数据I/O总线连接一基准电阻的可控选通开关控制端总线；所述基准电阻的电压输入端连接一输入运算放大器的正输入端并作为所述可编程模拟电阻发生装置的输入端，所述基准电阻的输出端连接一输出运算放大器的负输入端和输出端；所述输出运算放大器的正输入端连接一D/A转换器的输出端；所述D/A转换器的基准电压端连接所述输入运算放大器的输出端和负输入端，控制端连接所述中央处理器的控制端，数据端连接所述中央处理器的数字输出端。本实用新型通过调整D/A转换器的输入数据及切换标准电阻，可以模拟出10Ω～100kΩ的各个电阻值，且具有很高的分辨率及稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模拟电阻发生装置，尤其是一种可编程模拟电阻发生装置。
背景技术
阻值可以调整的电阻器，用于需要调节电路电流或需要改变电路阻值的场合。可变电阻器可以改变信号发生器的特性，如在仪器、仪表校准中人们常常需要使用电阻箱、电位器等手动输出所需精密电阻值。但是，随着电子行业的飞速发展，传统的手动可变电阻已不能满足对自动可变精密电阻输出的场合的要求，因此，推出一种可编程的高精度模拟电阻已迫在眉睫。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种可编程模拟电阻发生装置。
本实用新型采用以下方案实现：一种可编程模拟电阻发生装置，包括一中央处理器，其特征在于：所述中央处理器的数据I/O总线连接一基准电阻的可控选通开关控制端总线；所述基准电阻的电压输入端连接一输入运算放大器的正输入端并作为所述可编程模拟电阻发生装置的输入端，所述基准电阻的输出端连接一输出运算放大器的负输入端和所述输出运算放大器的输出端；所述输出运算放大器的正输入端连接一D/A转换器的输出端；所述D/A转换器的基准电压端连接所述输入运算放大器的输出端和所述输入运算放大器的负输入端，所述D/A转换器的控制端连接所述中央处理器的控制端，所述D/A转换器的数据端连接所述中央处理器的数字输出端。
在本实用新型一实施例中，所述基准电阻包括多个标准电阻和与所述标准电阻对应的可控选通开关；所述多个标准电阻的一端连接在一起作为所述模拟电阻发生装置的输入端，所述多个标准电阻的另一端分别对应连接所述的可控选通开关的一端；所述可控选通开关的另一端连接在一起，施加于标准电阻一端的输入电压经过缓冲、放大、调节后，反馈到标准电阻的另一端，控制输入电流，确定输出的电阻值；所述可控选通开关对应的控制端形成所述模拟电阻的可控选通开关控制端总线。
在本实用新型一实施例中，还包括一失调调零电路，所述失调调零电路连接于所述输入运算放大器。
在本实用新型一实施例中，所述中央处理器是单片机。
本实用新型中，施加于标准电阻一端的输入电压值经过缓冲放大、比例调节后，反馈到标准电阻的另一端，以此来控制输入电流，从而确定输入电阻值。通过调整D/A转换器的输入数据及切换标准电阻，可以模拟出10Ω～100kΩ的各个电阻值，且具有很高的分辨率及稳定性。
附图说明
图1是本实用新型一种可编程模拟电阻发生装置一实施例的原理图。
图2是本实用新型一种可编程模拟电阻发生装置另一实施例的原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型提供一种可编程模拟电阻发生装置，包括一中央处理器，其特征在于：所述中央处理器的数据I/O总线连接一模拟电阻的可控选通开关控制端总线；所述模拟电阻的电压输入端连接一输入运算放大器的正输入端并作为所述可编程模拟电阻发生装置的输入端，所述标准电阻的输出端连接一输出运算放大器的负输入端和所述输出运算放大器的输出端；所述输出运算放大器的正输入端连接一D/A转换器的输出端；所述D/A转换器的基准电压端连接所述输入运算放大器的输出端和所述输入运算放大器的负输入端，所述D/A转换器的控制端连接所述中央处理器的控制端，所述D/A转换器的数据端连接所述中央处理器的数字输出端。
如图1所示，本实施例提供一种可编程模拟电阻发生装置，包括一中央处理器MCU，其特征在于：所述中央处理器MCU的数据I/O总线（IO1、IO2、IO3、IO4）连接一基准电阻Rs的可控开关控制端总线（S1、S2、S3、S4）；所述基准电阻Rs的电压输入端连接一输入运算放大器U1的正输入端并作为所述可编程模拟电阻发生装置的输入端Uin，所述基准电阻Rs的输出端连接一输出运算放大器U2的负输入端和所述输出运算放大器U2的输出端；所述输出运算放大器U2的正输入端连接一D/A转换器U3的输出端OUT；所述D/A转换器U3的基准电压端Verf连接所述输入运算放大器U1的输出端和所述输入运算放大器U1的负输入端，所述D/A转换器U3的控制端（CS）连接所述中央处理器MCU的控制端（CS），所述D/A转换器U3的数据端（DIN、SCLK）连接所述中央处理器MCU的数字输出端（SCLK、D-OUT）。所述基准电阻Rs包括4个标准电阻（R1、R2、R3、R4）和与所述标准电阻对应的可控选通开关（S1、S2、S3、S4）；所述4个标准电阻（R1、R2、R3、R4）的一端连接在一起作为所述基准电阻Rs的电压输入端，所述4个标准电阻（R1、R2、R3、R4）的另一端分别对应连接所述的可控选通开关（S1、S2、S3、S4）的一端；所述可控选通开关（S1、S2、S3、S4）的另一端连接在一起作为所述基准电阻Rs的输出端；所述可控选通开关（S1、S2、S3、S4）对应的控制端形成所述基准电阻的可控开关控制端总线。施加于标准电阻一端的输入电压经过缓冲放大、调节后，反馈到标准电阻的另一端，控制输入电流，确定输出电阻值。所述中央处理器MCU是单片机。
如图2所示，本实施例提供一种可编程模拟电阻发生装置，包括一中央处理器MCU，其特征在于：所述中央处理器MCU的数据I/O总线（IO1、IO2、IO3、IO4）连接一基准电阻Rs的可控选通开关控制端总线（S1、S2、S3、S4）；所述基准电阻Rs的电源端连接一输入运算放大器U1的正输入端并作为所述可编程模拟电阻发生装置的电压输入端Uin，所述基准电阻Rs的输出端连接一输出运算放大器U2的负输入端和所述输出运算放大器U2的输出端；所述输出运算放大器U2的正输入端连接一D/A转换器U3的输出端OUT；所述D/A转换器U3的基准电压端Verf连接所述输入运算放大器U1的输出端和所述输入运算放大器U1的负输入端，所述D/A转换器U3的控制端（CS）连接所述中央处理器MCU的控制端（CS），所述D/A转换器U3的数据端（DIN、SCLK）连接所述中央处理器MCU的数字输出端（SCLK、D-OUT）。所述基准电阻Rs包括4个标准电阻（R1、R2、R3、R4）和与所述标准电阻对应的可控选通开关（S1、S2、S3、S4）；所述4个标准电阻（R1、R2、R3、R4）的一端连接在一起作为所述基准电阻Rs的电源端，所述4个标准电阻（R1、R2、R3、R4）的另一端分别对应连接所述的可控选通开关（S1、S2、S3、S4）的一端；所述可控选通开关（S1、S2、S3、S4）的另一端连接在一起作为所述基准电阻Rs的输出端；所述可控选通开关（S1、S2、S3、S4）对应的控制端形成所述基准电阻的可控选通开关控制端总线。施加于标准电阻一端的输入电压经过缓冲放大、调节后，反馈到标准电阻的另一端，控制输入电流，确定输出电阻值。还包括一失调调零电路，所述失调调零电路连接于所述输入运算放大器。所述中央处理器MCU是单片机。
输入运算放大器U1接成电阻跟随器形式，输出电压为U1O=Uin，作为D/A转换器（数/模转换器）U3的基准电压Verf。D/A转换器U3采用电压输出型转换器，使基准电压Verf即使减小到接近零也可得到较好的比例输出。D/A转换器U3的传输系数K由中央处理器(MCU)U4输入D/A转换器U3的数字信号决定。因此D/A转换器U3的输出电压为UD/A=K*Ui。由于输出运算放大器U2工作于线性放大状态时两输入端电位相等，因此U2的反相端电压为K*Ui。可控选通开关S1由MCU的IO1输出控制信号控制，可控选通开关S2由MCU的IO2输出控制信号控制，可控选通开关S3由MCU的IO3输出控制信号控制，可控选通开关S4由MCU的IO4输出控制信号控制，此时可控选通开关S1闭合，可控选通开关S1上电流为零，因此连接于可控选通开关S1的标准电阻R1另外一端电压也为K*Ui，模拟电阻(Rs)的输入电流通过标准电阻R1及可控选通开关S1全部流向输出运算放大器U2的输出端。这样，施加于标准电阻R1上的电压为Ui-KUi，电流为Ii=(Ui-KUi)/Rs。由于输入运算放大器U1的同相输入电流为零，则对输入端来讲，可得合成电阻R=Ui/Ii为：R=Rs/（1-K），即标准电阻倍增了1/（1-K）倍。通过改变D/A转换器U3的输入值以调整K值来改变模拟电阻值。基准电阻Rs通过可控选通开关切换选通S1、S2 、S3、S4开关，从而可得到输出连续的模拟电阻。
本实用新型通过线路模拟的电阻，直流系统中可满足较高精度模拟电阻应用。通过调整D/A转换器的输入数据及切换标准电阻，可以模拟出10Ω～100kΩ的各个电阻值，且具有很高的分辨率及稳定性。
本实用新型中，施加于标准电阻一端的输入电压值经过缓冲放大、比例调节后，反馈到标准电阻的另一端，以此来控制输入电流，从而确定输出的电阻值。。
上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1. 一种可编程模拟电阻发生装置，包括一中央处理器，其特征在于：所述中央处理器的数据I/O总线连接一基准电阻的可控选通开关控制端总线；所述基准电阻的电压输入端连接一输入运算放大器的正输入端并作为所述可编程模拟电阻发生装置的输入端，所述基准电阻的输出端连接一输出运算放大器的负输入端和所述输出运算放大器的输出端；所述输出运算放大器的正输入端连接一D/A转换器的输出端；所述D/A转换器的基准电压端连接所述输入运算放大器的输出端和所述输入运算放大器的负输入端，所述D/A转换器的控制端连接所述中央处理器的控制端，所述D/A转换器的数据端连接所述中央处理器的数字输出端。
2. 根据权利要求1所述的一种可编程模拟电阻发生装置，其特征在于：所述基准电阻包括多个标准电阻和与所述标准电阻对应的可控选通开关；所述多个标准电阻的一端连接在一起作为所述基准电阻的输入端，所述多个标准电阻的另一端分别对应连接所述的可控选通开关的一端；所述可控选通开关的另一端连接在一起作为所述基准电阻的输出端；所述可控选通开关对应的控制端形成所述基准电阻的可控选通开关控制端总线。
3. 根据权利要求1所述的一种可编程模拟电阻发生装置，其特征在于：还包括一失调调零电路，所述失调调零电路连接于所述输入运算放大器。
4.根据权利要求1所述的一种可编程模拟电阻发生装置，其特征在于：所述中央处理器是单片机。
Priority Applications (1)
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| CN 201220618967 CN202903836U (zh) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | 一种可编程模拟电阻发生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 201220618967 CN202903836U (zh) | 2012-11-21 | 2012-11-21 | 一种可编程模拟电阻发生装置 |
Publications (1)
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| CN202903836U true CN202903836U (zh) | 2013-04-24 |
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ID=48124493
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106053910A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-10-26 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种消除开关导通电阻对电路增益影响的电路 |
| CN106291013A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 模拟电池装置、电阻值的调节方法及控制器 |
| CN107145182A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-08 | 北京东方计量测试研究所 | 输入电压型模拟电阻器及电阻控制方法 |
| CN108254702A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-06 | 常州同惠电子股份有限公司 | 基于乘法型数模转换器的电阻模拟装置 |
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2012
- 2012-11-21 CN CN 201220618967 patent/CN202903836U/zh not_active Expired - Lifetime
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Granted publication date: 20130424 |
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