CN203883775U - 变电站气体浓度检测系统的信号放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，包括初级放大电路、带通滤波电路、次级放大电路及放大信号输出线路，初级放大电路包括第一放大器，带通滤波电路的第三电阻两端分别与第一放大器输出端和第八电容连接，其第八电容相对连接第三电阻端的另一端与第二放大器的同相输入端连接，其第四电阻一端连接在第三电阻与第八电容之间的线路上，第四电阻另一端与第二放大器的反相输入端连接。次级放大电路的第三放大器同相输入端与第二放大器输出端连接，其第二可调电阻两端分别与第三放大器反相输入端和输出端连接，其第三放大器输出端与放大信号输出线路连接。本实用新型应用时经过两级放大及滤波，能保证探测信号在后续能准确显示。

Description

变电站气体浓度检测系统的信号放大电路

技术领域

    本实用新型涉及变电站安全防护领域，具体是变电站气体浓度检测系统的信号放大电路。

背景技术

    变电站长期处于封闭状态，其内空气处于非流动状态，变电站内易沉积大量分子量高的气体，因此，对变电站内气体浓度进行定期检测尤为重要。为了检测变电站内气体浓度，现今设计了一种变电站气体浓度检测系统，其包括传感器、直流稳压电源、模数转换电路及数字显示电路，该检测系统应用时由直流稳压电源为整个系统供电，传感器将探测到的气体浓度信号转换成电压信号，并经过模数转换电路转换后通过数字显示电路显示气体浓度值。其中，该系统应用时传感器探测到的信号微弱，信号在传输过程中会发生衰减和吸收，数字显示电路不能准确的反映变电站内气体浓度，如此，会对作业人员造成误导而存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种能对传感器探测信号进行放大，以便直观显示变电站内气体浓度的变电站气体浓度检测系统的信号放大电路。

本实用新型解决上述问题主要通过以下技术方案实现：变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，包括初级放大电路、带通滤波电路、次级放大电路及放大信号输出线路，所述初级放大电路包括第一放大器，所述带通滤波电路包括第二放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电容及第八电容，所述第三电阻两端分别与第一放大器输出端和第八电容连接，第八电容相对连接第三电阻端的另一端与第二放大器的同相输入端连接，第四电阻一端连接在第三电阻与第八电容之间的线路上，其另一端与第二放大器的反相输入端连接，所述第七电容、第五电阻及第六电阻均一端接地，第七电容相对其接地端的另一端连接在第三电阻与第八电容之间的线路上，第五电阻相对其接地端的另一端连接在第八电容与第二放大器同相输入端之间的线路上，第六电阻相对其接地端的另一端连接在第四电阻与第二放大器反相输入端之间的线路上；所述次级放大电路包括第三放大器、第二可调电阻、第七电阻及第八电阻，所述第三放大器同相输入端与第二放大器输出端连接，第二可调电阻两端分别与第三放大器反相输入端和输出端连接，第七电阻一端连接在第三放大器反相输入端与第二可调电阻之间的线路上，其另一端接地，所述第八电阻两端分别与第三放大器输出端和放大信号输出线路连接。本实用新型应用时，传感器探测到的信号由第一放大器的同相输入端和反相输入端输入，经过第一放大器进行初级放大后，由带通滤波电路进行滤波，再经过次级放大电路再次放大后由放大信号输出线路输出。

因AD620是由三个精密运放集成的差分专用仪器运放，其具有低偏移、高增益、高共模拟制比的特点，进一步的，所述第一放大器采用AD620芯片。

进一步的，所述初级放大电路还包括第一可调电阻，第一可调电阻的两端分别与第一放大器的第一管脚和第八管脚连接。

为了防止电源端噪声耦合进入第一放大器中，进一步的，所述初级放大电路还包括第一磁珠、第二磁珠、第三电容、第四电容、第五电容及第六电容，所述第一磁珠两端分别连接电源正极和第一放大器的第七管脚，所述第三电容和第四电容并联构成的并联支路一端连接在第一磁珠与第一放大器之间的线路上，其另一端接地；所述第二磁珠两端分别连接电源负极和第一放大器的第四管脚，所述第五电容和第六电容并联构成的并联支路一端连接在第二磁珠与第一放大器之间的线路上，其另一端接地。如此，本实用新型时对第一放大器每个供电引脚都与地连接两个电容，并通过一个磁珠串联进行电源去耦。

进一步的，变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，还包括第九电阻，所述第九电阻一端连接在放大信号输出线路上，其另一端外接电源。

因OP777芯片是一个超精密的低噪声运放，具有极低的电压和电流偏移以及很高的增益稳定性，进一步的，所述第二放大器和第三放大器均采用OP777芯片。

进一步的，所述初级放大电路还包括第一电容、第二电容、第一电阻及第二电阻，所述第一电容一端与第一放大器的反相输入端连接，第二电容一端与第一放大器的同相输入端连接，第一电阻和第二电阻两者均一端接地，第一电阻相对其接地端的另一端连接在第一电容与第一放大器反相输入端之间的线路上，第二电阻相对其接地端的另一端连接在第二电容与第一放大器同相输入端之间的线路上。如此，本实用新型应用时通过第一电容和第二电容进行交流耦合输入，第一电容与第一电阻组成高通滤波器，第二电容与第二电阻组成高通滤波器，本实用新型通过第一电容、第二电容、第一电阻及第二电阻构成的高通滤波器以降低环境中的低频干扰。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：（1）本实用新型包括初级放大电路、带通滤波电路、次级放大电路及放大信号输出线路，初级放大电路包括第一放大器，带通滤波电路包括第二放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电容及第八电容，次级放大电路包括第三放大器、第二可调电阻、第七电阻及第八电阻，第三放大器同相输入端与第二放大器输出端连接，第二可调电阻两端分别与第三放大器反相输入端和输出端连接，本实用新型采用上述结构，整体结构简单，便于实现，本实用新型应用时传感器探测信号由第一放大器输入并进行放大，再由带通滤波电路滤波后输入次级放大电路进行再次放大，传感器探测信号经放大后能保证数字显示电路准确的反映变电站内气体浓度，如此，能消除检测不精准所存在的安全隐患。

（2）本实用新型进行再次放大时由带通滤波电路进行滤波，带通滤波电路能滤除电路中元件产生的噪声，如此，能保证信号进行再次放大后也具有足够高的精度。

附图说明

图1本实用新型一个具体实施例的结构示意图。

附图中附图标记所对应的名称为：R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，R4、第四电阻，R5、第五电阻，R6、第六电阻，R7、第七电阻，R8、第八电阻，R9、第九电阻，RW1、第一可调电阻，RW2、第二可调电阻，C1、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，C4、第四电容，C5、第五电容，C6、第六电容，C7、第七电容，C8、第八电容，A1、第一放大器，A2、第二放大器，A3、第三放大器，L1、第一磁珠，L2、第二磁珠。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，包括初级放大电路、带通滤波电路、次级放大电路及放大信号输出线路，其中，初级放大电路包括第一放大器A1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电阻R1、第二电阻R2、第一磁珠L1、第二磁珠L2及第一可调电阻RW1，本实施例的第一放大器A1采用AD620芯片，第一可调电阻RW1的两端分别与第一放大器A1的第一管脚和第八管脚连接，第一电容C1一端与第一放大器A1的反相输入端连接，第二电容C2一端与第一放大器A1的同相输入端连接，第一电阻R1和第二电阻R2两者均一端接地，第一电阻R1相对其接地端的另一端连接在第一电容C1与第一放大器A1反相输入端之间的线路上，第二电阻R2相对其接地端的另一端连接在第二电容C2与第一放大器A1同相输入端之间的线路上。第一磁珠L1两端分别连接电源正极和第一放大器A1的第七管脚，第三电容C3和第四电容C4并联构成的并联支路一端连接在第一磁珠L1与第一放大器A1之间的线路上，其另一端接地。第二磁珠L2两端分别连接电源负极和第一放大器A1的第四管脚，第五电容C5和第六电容C6并联构成的并联支路一端连接在第二磁珠L2与第一放大器A1之间的线路上，其另一端接地。

本实施例的带通滤波电路包括第二放大器A2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电容C7及第八电容C8，其中，第二放大器A2采用OP777芯片，第二放大器A2的供电引脚外接电源和地，第三电阻R3两端分别与第一放大器A1输出端和第八电容C8连接，第八电容C8相对连接第三电阻R3端的另一端与第二放大器A2的同相输入端连接，第四电阻R4一端连接在第三电阻R3与第八电容C8之间的线路上，其另一端与第二放大器A2的反相输入端连接，第七电容C7、第五电阻R5及第六电阻R6均一端接地，第七电容C7相对其接地端的另一端连接在第三电阻R3与第八电容C8之间的线路上，第五电阻R5相对其接地端的另一端连接在第八电容C8与第二放大器A2同相输入端之间的线路上，第六电阻R6相对其接地端的另一端连接在第四电阻R4与第二放大器A2反相输入端之间的线路上。

本实施例的次级放大电路包括第三放大器A3、第二可调电阻RW2、第七电阻R7及第八电阻R8，其中，第三放大器A3也采用OP777芯片，第三放大器A3供电引脚外接电源正负极，第三放大器A3同相输入端与第二放大器A2输出端连接，第二可调电阻RW2两端分别与第三放大器A3反相输入端和输出端连接，第七电阻R7一端连接在第三放大器A3反相输入端与第二可调电阻RW2之间的线路上，其另一端接地，第八电阻R8两端分别与第三放大器A3输出端和放大信号输出线路连接。本实施例还包括第九电阻R9，第九电阻R9一端连接在放大信号输出线路上，其另一端外接电源。本实施例在具体应用时，第一放大器A1、第二放大器A2及第三放大器A3均采用5V电源供电。

本实施例中第一电阻R1和第二电阻R2的阻值均为24.7KΩ，第三电阻R3的阻值为10 KΩ，第四电阻R4的阻值为28 KΩ，第五电阻R5的阻值为20 KΩ，第六电阻R6和第七电阻R7的阻值均为10 KΩ，第八电阻R8和第九电阻R9的阻值均为20 KΩ，第一可调电阻RW1的阻值可调范围为0～50 KΩ，第二可调电阻RW2的阻值可调范围为0～200 KΩ，本实施例的第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第六电容C6、第七电容C7及第八电容C8的容值均为0.1μF，第四电容C4和第五电容C5两者均采用有极性钽电容，两者容值为10μF。

本实施例应用时，传感器探测到的信号由第一电容C1和第二电容C2相对连接第一放大器A1端的另一端输入，由第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1及第二电阻R2构成的高通滤波电路滤除低频干扰，通过调节第一可调电阻RW1的阻值来对初级放大的增益进行调节，进行初级放大后再经过带通滤波电路进行滤波，保证次级放大时输入信号的稳定，通过调节第二可调电阻RW2的阻值来对次级放大的增益进行调节，进行次级放大后的信号由放大信号输入线路输出。

如上所述，可较好的实现本实用新型。

Claims (7)

1.变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，其特征在于，包括初级放大电路、带通滤波电路、次级放大电路及放大信号输出线路，所述初级放大电路包括第一放大器（A1），所述带通滤波电路包括第二放大器（A2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电容（C7）及第八电容（C8），所述第三电阻（R3）两端分别与第一放大器（A1）输出端和第八电容（C8）连接，第八电容（C8）相对连接第三电阻（R3）端的另一端与第二放大器（A2）的同相输入端连接，第四电阻（R4）一端连接在第三电阻（R3）与第八电容（C8）之间的线路上，其另一端与第二放大器（A2）的反相输入端连接，所述第七电容（C7）、第五电阻（R5）及第六电阻（R6）均一端接地，第七电容（C7）相对其接地端的另一端连接在第三电阻（R3）与第八电容（C8）之间的线路上，第五电阻（R5）相对其接地端的另一端连接在第八电容（C8）与第二放大器（A2）同相输入端之间的线路上，第六电阻（R6）相对其接地端的另一端连接在第四电阻（R4）与第二放大器（A2）反相输入端之间的线路上；所述次级放大电路包括第三放大器（A3）、第二可调电阻（RW2）、第七电阻（R7）及第八电阻（R8），所述第三放大器（A3）同相输入端与第二放大器（A2）输出端连接，第二可调电阻（RW2）两端分别与第三放大器（A3）反相输入端和输出端连接，第七电阻（R7）一端连接在第三放大器（A3）反相输入端与第二可调电阻（RW2）之间的线路上，其另一端接地，所述第八电阻（R8）两端分别与第三放大器（A3）输出端和放大信号输出线路连接。

2.根据权利要求1所述的变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，其特征在于，所述第一放大器（A1）采用AD620芯片。

3.根据权利要求2所述的变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，其特征在于，所述初级放大电路还包括第一可调电阻（RW1），第一可调电阻（RW1）的两端分别与第一放大器（A1）的第一管脚和第八管脚连接。

4.根据权利要求2所述的变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，其特征在于，所述初级放大电路还包括第一磁珠（L1）、第二磁珠（L2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）及第六电容（C6），所述第一磁珠（L1）两端分别连接电源正极和第一放大器（A1）的第七管脚，所述第三电容（C3）和第四电容（C4）并联构成的并联支路一端连接在第一磁珠（L1）与第一放大器（A1）之间的线路上，其另一端接地；所述第二磁珠（L2）两端分别连接电源负极和第一放大器（A1）的第四管脚，所述第五电容（C5）和第六电容（C6）并联构成的并联支路一端连接在第二磁珠（L2）与第一放大器（A1）之间的线路上，其另一端接地。

5.根据权利要求1所述的变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，其特征在于，还包括第九电阻（R9），所述第九电阻（R9）一端连接在放大信号输出线路上，其另一端外接电源。

6.根据权利要求1所述的变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，其特征在于，所述第二放大器（A2）和第三放大器（A3）均采用OP777芯片。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的变电站气体浓度检测系统的信号放大电路，其特征在于，所述初级放大电路还包括第一电容（C1）、第二电容（C2）、第一电阻（R1）及第二电阻（R2），所述第一电容（C1）一端与第一放大器（A1）的反相输入端连接，第二电容（C2）一端与第一放大器（A1）的同相输入端连接，第一电阻（R1）和第二电阻（R2）两者均一端接地，第一电阻（R1）相对其接地端的另一端连接在第一电容（C1）与第一放大器（A1）反相输入端之间的线路上，第二电阻（R2）相对其接地端的另一端连接在第二电容（C2）与第一放大器（A1）同相输入端之间的线路上。