CN202975066U - 高阻抗有源差分探头电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了高阻抗有源差分探头电路，其包括由正极探针和负极探针组成的探头、以及分压电路、差分电路和电源电路，所述正极探针和负极探针的输出端均电性连接于分压电路的输入端，该分压电路的输出端通过差分电路电性连接于一示波器的输入端，所述电源电路为差分电路供电，所述差分电路包括运算放大器
U1
、运算放大器
U2
、运算放大器
U3
、电阻
R9
、电阻
R10
、电阻
R12
、电阻
R13
、电阻
R14
、电阻
R15
。本实用新型通过三运放仪器放大器实现的差分电路，第一级由两个均接成同相输入方式的运算放大器组成，另外一个运算放大器将差分输入转换成为单端输出，对噪声、偏移和失调进行抵消，共模抑制比也就愈高，提高测试精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及示波器技术领域，具体涉及一种高阻抗有源差分探头电路。
背景技术
探头的输入电阻会影响被测信号的幅度和直流偏置，因为探头输入电阻有分压作用。如果要求幅度测试误差小于10%，则探头的输入电阻要求大于10倍的被测源电阻。探头的输入电容会影响被测信号的边沿和传输延时，计算影响大小的公式为2.2RC（R为探头的输入电阻和被测源电阻的并联值，C为探头的输入电容值）。
探头分为有源探头和无源探头，高阻无源探头是应用最广的无源探头类型，主要特点包括带宽一般不超过500MHZ，输入电阻和输入电容都较大，但是该高阻无源探头对被测源的干扰较大，因此对于高频或者测试精度要求高的情况下，采用高带宽的有源探头则是很好的解决方案，有源探头对差分信号需要使用有源差分电路探头。有源差分电路可以实现较高输入阻抗，其输入电阻能够做到几万或者几十万欧姆，这样可以保证对被测信号影响足够小。现有技术中有源差分探头一般都能满足高阻抗的输入，但是阻抗越高，该探头的输出噪声也随之增加，影响被测信号的精度。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在于提供一种高阻抗有源差分探头电路，其采用三运放仪器放大器，输入高阻抗的同时，随着差模放大倍数的增加，共模抑制比也就愈高，对噪声、偏移和失调也有抵消的作用，提高测试精度。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
高阻抗有源差分探头电路，其包括由正极探针和负极探针组成的探头、以及分压电路、差分电路和电源电路，所述正极探针和负极探针的输出端均电性连接于分压电路的输入端，该分压电路的输出端通过差分电路电性连接于一示波器的输入端，所述电源电路为差分电路供电，所述差分电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、电阻R9、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15，所述运算放大器U1的同相输入端和运算放大器U2的同相输入端均连接于分压电路的输出端，电阻R9跨接于运算放大器U1的反相输入端和输出端之间，电阻R10跨接于运算放大器U2的反相输入端和输出端之间，电阻R13连接于运算放大器U1的输出端和运算放大器U3的同相输入端之间，电阻R12连接于运算放大器U2的输出端和运算放大器U3的反相输入端之间，电阻R14跨接于运算放大器U3的反相输入端和输出端之间，电阻R15的一端接地，另一端接于运算放大器U3的同相输入端和电阻R13之间，运算放大器U3的输出端通过一电阻R1连接于示波器的输入端，运算放大器U1的反相输入端和运算放大器U2的反相输入端通过一电阻R11电性连接，电源电路的输出端跨接于该电阻R11上。
优选地，所述电源电路和电阻R11之间还电性连接一开关SW1。
优选地，所述电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15的阻值均相等。
本实用新型的有益效果在于：
相比于现有技术，本实用新型通过三运放仪器放大器实现的差分电路，其由三个集成运放组成的通用数据放大器，其中，每个集成运放都接成比例运算电路形式，电路包括两个放大级，运算放大器U1和运算放大器U2组成第一级，二者均接成同相输入方式，因此，输入电阻很高，由于电路结构对称，对噪声、偏移和失调进行抵消，运算放大器U3组成差分放大级，将差分输入转换成为单端输出。该差分电路随着差模放大倍数的增加，共模抑制比也就愈高，提高测试精度。
附图说明
图1本实用新型高阻抗有源差分探头电路的电路原理图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1所示，高阻抗有源差分探头电路，其包括由正极探针11和负极探针12组成的探头、以及分压电路2、差分电路3和电源电路5，正极探针11和负极探针12的输出端均电性连接于分压电路2的输入端，该分压电路2的输出端通过差分电路3电性连接于一示波器4的输入端，电源电路5为差分电路3供电，二者形成有源差分电路。为了实现对被测信号的高精度输出至示波器进行波形显示，在本实用新型较佳的实施例中，差分电路3采用三运放仪器放大器，其由三个集成运放组成的通用数据放大器，其中，每个集成运放都接成比例运算电路形式，电路包括两个放大级，第一级由两个均接成同相输入方式的运算放大器组成，另外一个运算放大器组成差分放大级，将差分输入转换成为单端输出。
具体是：差分电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、电阻R9、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15，运算放大器U1的同相输入端和运算放大器U2的同相输入端均连接于分压电路的输出端，电阻R9跨接于运算放大器U1的反相输入端和输出端之间，电阻R10跨接于运算放大器U2的反相输入端和输出端之间，电阻R13连接于运算放大器U1的输出端和运算放大器U3的同相输入端之间，电阻R12连接于运算放大器U2的输出端和运算放大器U3的反相输入端之间，电阻R14跨接于运算放大器U3的反相输入端和输出端之间，电阻R15的一端接地，另一端接于运算放大器U3的同相输入端和电阻R13之间，运算放大器U3的输出端通过一电阻R1连接于示波器的输入端，运算放大器U1的反相输入端和运算放大器U2的反相输入端通过一电阻R11电性连接，电源电路的输出端跨接于该电阻R11上。
电源电路和电阻R11之间还电性连接一开关SW1，通过该开关SW1对探头的工作进行控制。
另外，由差分输入的特点出发，R12-R15四个电阻必须采用高精密度电阻，并要精确匹配，否则不仅给放大倍数带来误差，而且还降低电路的共模抑制比，在本实用新型较佳的实施例中，电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15均采用阻值为1KΩ的高精密度电阻。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.高阻抗有源差分探头电路，其包括由正极探针和负极探针组成的探头、以及分压电路、差分电路和电源电路，所述正极探针和负极探针的输出端均电性连接于分压电路的输入端，该分压电路的输出端通过差分电路电性连接于一示波器的输入端，所述电源电路为差分电路供电，其特征在于，所述差分电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、电阻R9、电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15，所述运算放大器U1的同相输入端和运算放大器U2的同相输入端均连接于分压电路的输出端，电阻R9跨接于运算放大器U1的反相输入端和输出端之间，电阻R10跨接于运算放大器U2的反相输入端和输出端之间，电阻R13连接于运算放大器U1的输出端和运算放大器U3的同相输入端之间，电阻R12连接于运算放大器U2的输出端和运算放大器U3的反相输入端之间，电阻R14跨接于运算放大器U3的反相输入端和输出端之间，电阻R15的一端接地，另一端接于运算放大器U3的同相输入端和电阻R13之间，运算放大器U3的输出端通过一电阻R1连接于示波器的输入端，运算放大器U1的反相输入端和运算放大器U2的反相输入端通过一电阻R11电性连接，电源电路的输出端跨接于该电阻R11上。
2.如权利要求1所述的高阻抗有源差分探头电路，其特征在于，所述电源电路和电阻R11之间还电性连接一开关SW1。
3.如权利要求1所述的高阻抗有源差分探头电路，其特征在于，所述电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15的阻值均相等。
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