CN206696735U - 一种红外气体检测仪程控电压控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种红外气体检测仪程控电压控制电路，设置于数模转换器和终端负载之间，对数模转换器原始信号进行滤波、信号放大和功率放大；所述程控电压控制电路包含低通滤波电路、前置放大电路、功率放大电路和输出电路；低通滤波电路的输入端连接数模转换器的输出，其输出端连接前置放大电路的输入端，前置放大电路的输出端连接功率放大电路输入端，功率放大电路输出端连接至输出电路输入端，输出电路的输出端连接至终端负载，本实用新型具有较宽的驱动能力范围，可以满足信号终端和功率终端的不同驱动能力的要求，同时低通滤波电路可有效滤除高频干扰信号，提高了电路的抗干扰能力和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测仪程控电压控制电路，具体涉及一种红外气体检测仪程控电压控制电路。
背景技术
红外气体检测仪一般包含电源管理、控制电路、数字通信接口电路、模拟接口电路等，其中，数字通信接口电路和模拟接口电路是红外气体检测仪与终端的两类连接方式。红外气体检测仪与终端的接口有数字接口和模拟接口两大类，由于模拟信号具有通用性强、无需终端更改软件等优点，在实际应用中更为常见，目前的红外气体检测仪一般都具有模拟电压信号输出功能，其模拟电压信号一般为模数转换器直接输出，驱动能力很弱，一般为10mA左右。当在需要有一定驱动能力的应用中（如继电器、IGBT等功率器件），这类驱动能力很弱红外气体检测仪就不适合了。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于提供一种红外气体检测仪程控电压控制电路，这种程控电压控制电路具有较宽的驱动能力范围，解决同时满足信号终端和功率终端的驱动要求的问题。
为了解决上述问题，本实用新型通过以下方式来实现。
一种红外气体检测仪程控电压控制电路，设置于数模转换器和终端负载之间，包括低通滤波电路、前置放大电路、功率放大电路和输出电路；所述低通滤波电路的输入端连接数模转换器的输出，其输出端连接前置放大电路的输入端，此电路的作用是滤除数模转换器输出信号中的高频噪声和数字噪声，经过低通滤波电路后获得较干净的模拟电压信号发送至前置放大电路；所述前置放大电路的输出端连接功率放大电路输入端，此电路将模拟电压信号放大后发送至功率放大电路；所述功率放大电路输出端连接至输出电路输入端，此电路将模拟电压信号转换为具有带负载能力的模拟电压信号后发送至输出电路；所述输出电路的输出端连接至终端负载，此电路通过限流和限压的方式保护终端负载，保证终端负载的安全性。
基于上述，所述低通滤波电路包括电阻器和电容器；电阻器一端连接至数模转换器的输出，另一端连接至电容器，同时连接至前置放大电路，电容器的另一端接地。
基于上述，所述前置放大电路包括信号运算放大器、电源滤波电容器、反馈电阻器一、反馈电阻器二、匹配电阻器三；电源滤波电容器一端连接至电源，另一端接地，用以滤波电源噪声；反馈电阻器一的一端连接至信号运算放大器的反相输入端，另一端接地；反馈电阻器二的一端连接至信号运算放大器反相输入端，另一端连接至信号运算放大器的输出端；匹配电阻器三连接至信号运算放大器的输出端，另一端连接至功率放大电路的输入端。
基于上述，所述功率放大电路包括功率运算放大器、电源滤波电容器一、输出信号滤波电容器二、电流设置电阻器；电源滤波电容器一的一端连接至电源，另一端接地，用以滤波电源噪声；输出信号滤波电容器二的一端连接至功率运算放大器的输出端，另一端接地，用以减小输出信号的纹波和增加带负载能力；电流设置电阻器一端连接至功率运算放大器的电流设置引脚，另一端接地，用以设置功率运算放大器的最大输出电流。
基于上述，所述输出电路包括保险丝和瞬态抑制二极管；保险丝一端连接至功率运算放大器的输出端，另一端与瞬态抑制二极管连接，用以限制输出信号的电流值；瞬态抑制二极管一端与保险丝连接，另一端接地，用以限制输出信号的电压值。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：前置放大器信号输入端设置了低通滤波电路，可有效滤除高频干扰信号，提高了电路的抗干扰能力；增加了功率放大电路，使电压信号具有较强的驱动能力，可以驱动继电器、IGBT等功率器件；输出电路设置了过流过压保护器件，保证了终端的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的电路框图。
图2为本实用新型低通滤波电路和前置放大电路原理图。
图3为本实用新型功率放大电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，一种红外气体检测仪程控电压控制电路，该电路设置于数模转换器（1）和终端负载（6）之间，对数模转换器原始信号进行滤波、信号放大和功率放大；所述程控电压控制电路包含低通滤波电路（2）、前置放大电路（3）、功率放大电路（4）和输出电路（5）。
如图2所示，所述低通滤波电路包括电阻器（R1）和电容器（C1）；电阻器（R1）一端连接至数模转换器的输出，另一端连接至电容器（C1），同时连接至运算放大器U1的同相输入端，电容器（C1）的另一端接地。
如图2所示，所述前置放大电路包括运算放大器（U1）、电源滤波电容器（C2）、反馈电阻器一（R2）、反馈电阻器二（R3）和匹配电阻器三（R4）；电源滤波电容器（C2）用于滤除电路噪声，匹配电阻器三（R4）用于前置放大电路输出阻抗和功率放大电路输入阻抗的匹配，运算放大器（U1）、反馈电阻器一（R2）和反馈电阻器二（R3）组成反相放大电路，运算放大器（U1）的同相端输入信号为VdacIn，反相端与同相端信号相等，输出端信号为VdacOut，根据反相放大电路的放大倍数定义有：VdacOut=VdacIn*(1+R3/R2)，由此，经前置放大电路后，可将模数转换器输出信号VdacIn放大至预设范围，前置放大电路的输出信号VdacOut的放大倍数由R3/R2确定。
如图3所示，所述功率放大电路包括功率放大器（U2）、电源滤波电容器一（C3）、输出信号滤波电容器二（C4）和电流设置电阻器（R5）；电源滤波电容器（C3）用于滤除电路噪声，输出信号滤波电容器二（C4）用于减小输出信号的纹波和增加带负载能力，电流设置电阻器（R5）用于设定功率放大器（U2）内部电流保护动作值，功率放大器（U2）的反相输入端和输出端相连接，组成跟随器，功率放大器（U2）其输出电流最大值可达3A。所述输出电路包括保险丝（F1）和瞬态抑制二极管（D1）；保险丝（F1）用于限制输出信号的电流值，瞬态抑制二极管（D1）用于限制输出信号的电压值。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，因此，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改、等同变换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种红外气体检测仪程控电压控制电路，设置于数模转换器和终端负载之间，包括低通滤波电路、前置放大电路、功率放大电路和输出电路，其特征在于，所述低通滤波电路的输入端连接数模转换器的输出，其输出端连接前置放大电路的输入端，此电路的作用是滤除数模转换器输出信号中的高频噪声和数字噪声，经过低通滤波电路后获得较干净的模拟电压信号发送至前置放大电路；所述前置放大电路的输出端连接功率放大电路输入端，此电路将模拟电压信号放大后发送至功率放大电路；所述功率放大电路输出端连接至输出电路输入端，此电路将模拟电压信号转换为具有带负载能力的模拟电压信号后发送至输出电路；所述输出电路的输出端连接至终端负载，此电路通过限流和限压的方式保护终端负载，保证终端负载的安全性。
2.根据权利要求1所述的一种红外气体检测仪程控电压控制电路，其特征在于：所述低通滤波电路包括电阻器和电容器；电阻器一端连接至数模转换器的输出，另一端连接至电容器，同时连接至前置放大电路，电容器的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的一种红外气体检测仪程控电压控制电路，其特征在于：所述前置放大电路包括信号运算放大器、电源滤波电容器、反馈电阻器一、反馈电阻器二、匹配电阻器三；电源滤波电容器一端连接至电源，另一端接地，用以滤波电源噪声；反馈电阻器一的一端连接至信号运算放大器的反相输入端，另一端接地；反馈电阻器二的一端连接至信号运算放大器反相输入端，另一端连接至信号运算放大器的输出端；匹配电阻器三连接至信号运算放大器的输出端，另一端连接至功率放大电路的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种红外气体检测仪程控电压控制电路，其特征在于：所述功率放大电路包括功率运算放大器、电源滤波电容器一、输出信号滤波电容器二、电流设置电阻器；功率运算放大器型号为OPA548；电源滤波电容器一的一端连接至电源，另一端接地，用以滤波电源噪声；输出信号滤波电容器二的一端连接至功率运算放大器的输出端，另一端接地，用以减小输出信号的纹波和增加带负载能力；电流设置电阻器一端连接至功率运算放大器的电流设置引脚，另一端接地，用以设置功率运算放大器的最大输出电流。
5.根据权利要求1所述的一种红外气体检测仪程控电压控制电路，其特征在于：所述输出电路包括保险丝和瞬态抑制二极管；保险丝一端连接至功率运算放大器的输出端，另一端与瞬态抑制二极管连接，用以限制输出信号的电流值；瞬态抑制二极管一端与保险丝连接，另一端接地，用以限制输出信号的电压值。
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| CN110868219A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-06 | 山东浪潮人工智能研究院有限公司 | 一种数模转换器及其使用方法 |
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