CN203057113U - 周期性脉宽/电压信号单极性精密转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种周期性脉宽/电压信号单极性精密转换电路。本实用新型包括脉冲滤波整形电路和信号调制处理电路，具体包括连接件、电源电容、输入电阻、输入电容、施密特触发器、模拟开关、电压基准芯片、滤波运放、输出电阻、滤波电阻、负端滤波电容、正端滤波电容，连接件的脉宽信号输入端与输入电阻连接，施密特触发器的单元B输出端与模拟开关的控制端连接，电压基准芯片的输出端与模拟开关的常开端连接，的常闭端接地，的输出端与输出电阻的一端连接，滤波运放的输出端与连接件的输出端连接。本实用新型电路转换精度高、通用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于工业测控领域，涉及一种电路，特别涉及一种周期性脉宽/电压信号单极性精密转换电路，适用于要求将脉宽调制（PWM）信号转换为单极性精密模拟电压信号的场合。
背景技术
脉宽调制（PWM）信号是各类微处理器、测控仪表或系统中常用的一种信号形式，但在模拟量测控仪表或系统中，则要求将其转换成模拟量电压或电流信号。目前常用的脉宽/电压信号转换方法主要是：直接将脉宽调制（PWM）信号经阻容滤波及跟随器阻抗变换等信号调理后产生直流模拟信号，上述方法存在的问题是：微处理器或仪表中发出的脉宽调制（PWM）信号的幅值受到直流供电电源电压的波动及负载波动的影响，这些都是导致电路信号转换精度不够高的原因所在。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种利用脉宽调制（PWM）信号控制高速模拟开关对精密基准电压源信号进行开关调制，然后经高性能低通滤波处理，从而生产精密模拟量电压信号的周期性脉宽/电压信号单极性精密转换电路。
本实用新型包括脉冲滤波整形电路和信号调制处理电路。
脉冲滤波整形电路包括连接件CN1、施密特触发器IC1、输入电容C1、电源电容C4、输入电阻R1；
连接件CN1的电源端+V端与电路电源端VCC端、电源电容C4的正极连接，连接件CN1的地端GND端、电源电容C4的负极均接地；连接件CN1的脉宽信号输入端PWM端与输入电阻R1的一端连接，输入电阻R1的另一端与输入电容C1的一端、施密特触发器IC1的单元A输入端A端连接，输入电容C1的另一端接地；施密特触发器IC1的单元A输出端G＝/A端与施密特触发器IC1的单元B输入端B端连接；IC1的单元B输出端H＝/B端与模拟开关IC2的控制端IN端连接，施密特触发器IC1的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，施密特触发器IC1的地端GND端接地；
信号调制处理电路包括模拟开关IC2、电压基准芯片IC3、滤波运放IC4、输出电阻R2、滤波电阻R3、负端滤波电容C2、正端滤波电容C3；
电压基准芯片IC3的输入端IN端与电路电源端VCC端连接，电压基准芯片IC3的地端GND端接地，电压基准芯片IC3的输出端OUT端与模拟开关IC2的常开端NO端连接；模拟开关IC2的常闭端NC端接地，模拟开关IC2的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，模拟开关IC2的负电源端-V端、地端GND端均接地；模拟开关IC2的输出端COM端与输出电阻R2的一端连接，输出电阻R2的另一端与滤波电阻R3的一端、负端滤波电容C2的一端连接；滤波电阻R3的另一端与正端滤波电容C3的一端、滤波运放IC4的正输入端+IN端连接，C3正端滤波电容C3的另一端接地；滤波运放IC4的负输入端-IN端与滤波运放IC4的输出端OUT端、负端滤波电容C2的另一端、连接件CN1的输出端OUT端连接；滤波运放IC4的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，滤波运放IC4的地端GND端接地。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型利用周期性脉宽信号控制模拟开关对电压基准信号进行调制，将周期性脉宽信号转换为单极性的精密模拟电压信号，该方法电路简单、精度高、成本低、通用性强。
附图说明
图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种周期性脉宽/电压信号单极性精密转换电路，包括脉冲滤波整形电路和信号调制处理电路。
脉冲滤波整形电路包括连接件CN1、施密特触发器IC1、输入电容C1、电源电容C4、输入电阻R1；
连接件CN1的电源端+V端与电路电源端VCC端、电源电容C4的正极连接，连接件CN1的地端GND端、电源电容C4的负极均接地；连接件CN1的脉宽信号输入端PWM端与输入电阻R1的一端连接，输入电阻R1的另一端与输入电容C1的一端、施密特触发器IC1的单元A输入端A端连接，输入电容C1的另一端接地；施密特触发器IC1的单元A输出端G＝/A端与施密特触发器IC1的单元B输入端B端连接；IC1的单元B输出端H＝/B端与模拟开关IC2的控制端IN端连接，施密特触发器IC1的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，施密特触发器IC1的地端GND端接地；
信号调制处理电路包括模拟开关IC2、电压基准芯片IC3、滤波运放IC4、输出电阻R2、滤波电阻R3、负端滤波电容C2、正端滤波电容C3；
电压基准芯片IC3的输入端IN端与电路电源端VCC端连接，电压基准芯片IC3的地端GND端接地，电压基准芯片IC3的输出端OUT端与模拟开关IC2的常开端NO端连接；模拟开关IC2的常闭端NC端接地，模拟开关IC2的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，模拟开关IC2的负电源端-V端、地端GND端均接地；模拟开关IC2的输出端COM端与输出电阻R2的一端连接，输出电阻R2的另一端与滤波电阻R3的一端、负端滤波电容C2的一端连接；滤波电阻R3的另一端与正端滤波电容C3的一端、滤波运放IC4的正输入端+IN端连接，C3正端滤波电容C3的另一端接地；滤波运放IC4的负输入端-IN端与滤波运放IC4的输出端OUT端、负端滤波电容C2的另一端、连接件CN1的输出端OUT端连接；滤波运放IC4的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，滤波运放IC4的地端GND端接地。
本实用新型所使用的包括施密特触发器IC1、模拟开关IC2、电压基准芯片IC3、滤波运放IC4、连接件CN1等在内的所有器件均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得。例如：施密特触发器采用CD40106，模拟开关采用TS12A12511，电压基准芯片采用REFO2，滤波运放采用TLC2654，连接件采用CH2.54-4等。
本实用新型中的主要电路参数及输入输出关系如下：
图1中的输出电阻R2与滤波电阻R3间的配合关系如式（1）所示，负端滤波电容C2与正端滤波电容C3间的配合关系如式（2）所示，滤波电阻R3与正端滤波电容C3间的配合关系如式（3）所示，其中的 为本实用新型电路的低通滤波频带（单位：Hz）。
本实用新型电路的输出模拟量电压信号Uout与周期性脉宽信号Up中占空比
的关系如式（4）所示。
本实用新型工作过程如下：
按上述式（1）--式（3）的配合公式整定电路参数，并经连接件CN1的电源端给本实用新型电路供电，即可实现将由连接件CN1的脉宽信号输入端输入的周期性脉宽信号转换为单极性的精密模拟电压信号，并由连接件CN1的输出端OUT端输出。
Claims (1)
1. 一种周期性脉宽/电压信号单极性精密转换电路，包括脉冲滤波整形电路和信号调制处理电路，其特征在于：
脉冲滤波整形电路包括连接件CN1、施密特触发器IC1、输入电容C1、电源电容C4、输入电阻R1；
连接件CN1的电源端+V端与电路电源端VCC端、电源电容C4的正极连接，连接件CN1的地端GND端、电源电容C4的负极均接地；连接件CN1的脉宽信号输入端PWM端与输入电阻R1的一端连接，输入电阻R1的另一端与输入电容C1的一端、施密特触发器IC1的单元A输入端A端连接，输入电容C1的另一端接地；施密特触发器IC1的单元A输出端G＝/A端与施密特触发器IC1的单元B输入端B端连接；IC1的单元B输出端H＝/B端与模拟开关IC2的控制端IN端连接，施密特触发器IC1的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，施密特触发器IC1的地端GND端接地；
信号调制处理电路包括模拟开关IC2、电压基准芯片IC3、滤波运放IC4、输出电阻R2、滤波电阻R3、负端滤波电容C2、正端滤波电容C3；
电压基准芯片IC3的输入端IN端与电路电源端VCC端连接，电压基准芯片IC3的地端GND端接地，电压基准芯片IC3的输出端OUT端与模拟开关IC2的常开端NO端连接；模拟开关IC2的常闭端NC端接地，模拟开关IC2的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，模拟开关IC2的负电源端-V端、地端GND端均接地；模拟开关IC2的输出端COM端与输出电阻R2的一端连接，输出电阻R2的另一端与滤波电阻R3的一端、负端滤波电容C2的一端连接；滤波电阻R3的另一端与正端滤波电容C3的一端、滤波运放IC4的正输入端+IN端连接，C3正端滤波电容C3的另一端接地；滤波运放IC4的负输入端-IN端与滤波运放IC4的输出端OUT端、负端滤波电容C2的另一端、连接件CN1的输出端OUT端连接；滤波运放IC4的电源端+V端与电路电源端VCC端连接，滤波运放IC4的地端GND端接地。
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| CN 201320065041 CN203057113U (zh) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 周期性脉宽/电压信号单极性精密转换电路 |
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| CN103117735A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 杭州电子科技大学 | 一种周期性脉宽/电压信号多功能精密转换电路 |
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| CN103117735A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 杭州电子科技大学 | 一种周期性脉宽/电压信号多功能精密转换电路 |
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