CN204964074U - 一种单片集成压力传感器信号调理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及信号调理电路技术领域，尤其是一种单片集成压力传感器信号调理电路。它包括前置放大器、控制补偿电路、灵敏温度漂移补偿电路、增益控制电路、零点温度漂移补偿电路、零点失调误差补偿电路和输出放大器；前置放大器将信号电压进行放大后输入至控制补偿电路，控制补偿电路同时与灵敏度温度漂移补偿电路和增益控制电路连接并与前置放大器的正源极连接，零点温度漂移补偿电路、零点失调误差补偿电路和控制补偿电路同时与输出放大器的反相端连接。本实用新型通过灵敏温度漂移补偿电路和增益控制电路，达到控制增益和补偿灵敏度温度漂移的目的，其结构简单，操作方便，具有很强的实用性。

Description

一种单片集成压力传感器信号调理电路

技术领域

本实用新型涉及信号调理电路技术领域，尤其是一种单片集成压力传感器信号调理电路。

背景技术

众所周知,经过多年的发展，压力传感器已成为一种工业和医疗检测的重要器件。在过去十年，集成压力传感器的主要优势为高精度、高灵敏度、小尺寸和低成本。单片集成压力传感器的体积大大减小，可靠性和稳定性得到提高，军事应用非常广泛。而压力传感器的硅材料受温度的影响很大，又会造成零点温度漂移和灵敏度温度漂移两种非理想特性。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种单片集成压力传感器信号调理电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种单片集成压力传感器信号调理电路，它包括前置放大器、控制补偿电路、灵敏温度漂移补偿电路、增益控制电路、零点温度漂移补偿电路、零点失调误差补偿电路和输出放大器；

所述前置放大器将信号电压进行放大后输入至控制补偿电路，所述控制补偿电路同时与灵敏度温度漂移补偿电路和增益控制电路连接并与前置放大器的正源极连接，所述零点温度漂移补偿电路、零点失调误差补偿电路和控制补偿电路同时与输出放大器的反相端连接。

优选地，所述控制补偿电路包括第一放大器、第二放大器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管第和九三极管，所述第一放大器的同相端与前置放大器的输出端连接，所述第一放大器的输出端同时与第八三极管、第九三极管和第三三极管的基极连接，所述第一放大器的反相端与第八三极管的发射极连接，所述第八三极管的发射极同时与第六三极管集电极和第一三极管的基极连接，所述第六三极管和第七三极管的基极同时与灵敏度温度漂移补偿电路连接，所述第七三极管的集电极同时与第九三极管的发射极和第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与第四三极管的发射极连接，所述第四三极管的发射端与前置放大器的正电源极连接；

所述第二三极管的发射极分别与第一三极管的发射极和第五三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极与第三三极管的发射极连接，所述第三三极管的集电极通过第一电阻接入电源，所述第五三极管的基极与第二放大器的输出端连接，所述第二放大器的反相端与第三三极管的集电极连接，所第二放大器的同相端与增益控制电路的输出端连接；

所述第六三极管、第七三极管和第五三极管分别通过第二电阻、第三电阻和第四电阻接地，所述第八三极管、第九三极管和第四三极管的集电极同时接入电源。

优选地，所述输出放大器的反相端和输出端并联有一反馈电阻。

由于采用了上述方案，本实用新型通过前置放大器进行信号进放大，灵敏温度漂移补偿电路和增益控制电路的电压作用于控制补偿电路，输出一个可调的电流来调节前置放大器的增益，最后产生一个带温度补偿的放大电流；同时，零点失调误差补偿电路产生一个补偿零点失调的电流，零点温度漂移补偿电路产生一个补偿零点温漂的电流，其两个电流加上控制补偿电路输出的放大电流得到一个经过温度补偿和失调补偿的电流，这个电流经过输出放大器和反馈电阻，转换为补偿后的输出电压，其结构简单，操作方便，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的原理结构示意图；

图2是本实用新型实施例的控制补偿电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，一种单片集成压力传感器信号调理电路，它包括前置放大器1、控制补偿电路2、灵敏温度漂移补偿电路3、增益控制电路4、零点温度漂移补偿电路6、零点失调误差补偿电路5和输出放大器7；前置放大器1将信号电压进行放大后输入至控制补偿电路2，控制补偿电路2同时与灵敏度温度漂移补偿电路3和增益控制电路4连接并与前置放大器的正源极连接，零点温度漂移补偿电路6、零点失调误差补偿电路5和控制补偿电路2同时与输出放大器7的反相端连接。

进一步，输出放大器7的反相端和输出端并联有一反馈电阻RT。

本实施例通过前置放大器1进行信号进放大，灵敏温度漂移补偿电路3和增益控制电路4的电压作用于控制补偿电路2，输出一个可调的电流来调节前置放大器1的增益，最后产生一个带温度补偿的放大电流；同时，零点失调误差补偿电路5产生一个补偿零点失调的电流，零点温度漂移补偿电路6产生一个补偿零点温漂的电流，其两个电流加上控制补偿电路2输出的放大电流得到一个经过温度补偿和失调补偿的电流，这个电流经过输出放大器7和反馈电阻RT，转换为补偿后的输出电压。

此外，本实施例的控制补偿电路2可采用如图2的电路结构，即包括第一放大器A1、第二放大器A2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8第和九三极管Q9，第一放大器A1的同相端与前置放大器1的输出端连接，第一放大器A1的输出端同时与第八三极管Q8、第九三极管Q9和第三三极管Q3的基极连接，第一放大器A1的反相端与第八三极管Q8的发射极连接，第八三极管Q8的发射极同时与第六三极管Q6集电极和第一三极管Q1的基极连接，第六三极管Q6和第七三极管Q7的基极同时与灵敏度温度漂移补偿电路3连接，第七三极管Q7的集电极同时与第九三极管Q9的发射极和第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的集电极与第四三极管Q4的发射极连接，第四三极管Q4的发射端与前置放大器1的正源极连接；

第二三极管Q2的发射极分别与第一三极管Q1的发射极和第五三极管Q5的集电极连接，第一三极管Q1的集电极与第三三极管Q3的发射极连接，第三三极管Q3的集电极通过第一电阻R1接入电源，第五三极管Q5的基极与第二放大器A2的输出端连接，第二放大器A2的反相端与第三三极管Q3的集电极连接，所第二放大器A2的同相端与增益控制电路4的输出端连接；第六三极管Q6、第七三极管Q7和第五三极管Q5分别通过第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4接地，第八三极管Q8、第九三极管Q9和第四三极管Q4的集电极同时接入电源。

本实施例第一放大器A1在第八三极管Q8的基极施加负反馈，环路增益足够大，使第一放大器A1的差动输入电压变小，得到第一放大器A1输出的电压大约为2.5V。灵敏度温度漂移补偿电路3控制第六三极管Q6和第七三极管Q7支路的电流，若灵敏度温度漂移补偿电路3控制流过第六三极管Q6的电流变大，第一放大器A1使第八三极管Q8的基极电压C点(其A点、B点和C点的位置均在图2中标出)电位升高，则可保持A点电位近似为2.5V。B点电位的温度系数随灵敏度温度漂移补偿电路3输出电压而改变；A点的温度系数和电压值几乎可以保持不变。增益控制电路4控制第五三极管Q5的电流，并且通过第二放大器A2箝位第三三极管Q3集电极电位，控制流过第一电阻R1支路的电流。常温下，若增益控制电路4输出电压增大，那么第一电阻R1支路电流减小，第二三极管Q2支路电流也减小，因(负温度系数电压)不变，电压将增加。最终产生一个正温度系数的输出电压。由此可知，输出的电压值可以通过增益控制电路4进行调节，通过灵敏度温度漂移补偿电路3，可以改变其温度系数。电压通过V/I转换为用来控制前置放大器1的电流，以达到控制增益和补偿灵敏度温度漂移的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，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或等效流程变换，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 (3)

1.一种单片集成压力传感器信号调理电路，其特征在于：它包括前置放大器、控制补偿电路、灵敏温度漂移补偿电路、增益控制电路、零点温度漂移补偿电路、零点失调误差补偿电路和输出放大器；

所述前置放大器将信号电压进行放大后输入至控制补偿电路，所述控制补偿电路同时与灵敏度温度漂移补偿电路和增益控制电路连接并与前置放大器的正源极连接，所述零点温度漂移补偿电路、零点失调误差补偿电路和控制补偿电路同时与输出放大器的反相端连接。

2.如权利要求1所述的一种单片集成压力传感器信号调理电路，其特征在于：所述控制补偿电路包括第一放大器、第二放大器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管第和九三极管，所述第一放大器的同相端与前置放大器的输出端连接，所述第一放大器的输出端同时与第八三极管、第九三极管和第三三极管的基极连接，所述第一放大器的反相端与第八三极管的发射极连接，所述第八三极管的发射极同时与第六三极管集电极和第一三极管的基极连接，所述第六三极管和第七三极管的基极同时与灵敏度温度漂移补偿电路连接，所述第七三极管的集电极同时与第九三极管的发射极和第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极与第四三极管的发射极连接，所述第四三极管的发射端与前置放大器的正电源极连接；

所述第二三极管的发射极分别与第一三极管的发射极和第五三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极与第三三极管的发射极连接，所述第三三极管的集电极通过第一电阻接入电源，所述第五三极管的基极与第二放大器的输出端连接，所述第二放大器的反相端与第三三极管的集电极连接，所第二放大器的同相端与增益控制电路的输出端连接；

所述第六三极管、第七三极管和第五三极管分别通过第二电阻、第三电阻和第四电阻接地，所述第八三极管、第九三极管和第四三极管的集电极同时接入电源。

3.如权利要求2所述的一种单片集成压力传感器信号调理电路，其特征在于：所述输出放大器的反相端和输出端并联有一反馈电阻。