CN207559974U - 一种模拟电平调节电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种模拟电平调节电路，包括参考电平发生电路、加法电路和放大倍数控制电路，所述的参考电平发生电路根据输入信号的范围产生一个正值的参考电压，参考电压不小于输入信号的负压峰值的绝对值；加法电路将输入信号和参考电压进行加法运算，将输入信号抬升为非负电压后通过放大倍数控制电路调整输出信号的幅度。本实用新型设计简单，通用性强，对模数转换器的要求不高，通用器件的可选择范围广，并且能有效控制成本，可以很灵活的适配不同参数的数据处理系统。
Description
技术领域
本发明涉及康复医疗机器人技术领域，具体为一种用于调节传感器电压信号极性的电路。
背景技术
康复医疗机器人中普遍使用的伺服电机，需要精确采集电机的转速信号作为控制器的反馈信号输入。由于伺服电机的旋转具有正转和反转两个方向，因此一般的转速传感器的模拟输出信号也有两个极性，正电压代表正转，负电压代表反转。在电路设计中都采用单极性正电源供电，并且通用的模数转换器(ADC)也只能处理正电压信号。
这个问题目前的解决方法是设计双极性的模数转换器，同时采用双极性正负电源供电，可以实现双极性模拟信号的采集处理功能。但是由于目前可选的双极性模数转换器很少并且单价高，因此该方案有器件选型的难度大、物料成本高、电路设计复杂等缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于调节传感器电压信号极性的电路。电路设计简单，通用性强，器件选择范围广，并且能有效控制成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟电平调节电路，包括参考电平发生电路、加法电路和放大倍数控制电路。所述的参考电平发生电路根据输入信号的范围产生一个正值的参考电压，参考电压不小于输入信号的负压峰值的绝对值；加法电路将输入信号和参考电压进行加法运算，将输入信号抬升为非负电压后通过放大倍数控制电路调整输出信号的幅度。
本发明的有益效果是：用于模拟电压调节，可以把传感器的双极正负电压信号转换为一般模数转换器能直接处理的单极信号。本发明设计简单，通用性强，对模数转换器的要求不高，通用器件的可选择范围广，并且能有效控制成本；电路可以通过调整参考电压来匹配不同的传感器信号幅度范围，通过调整放大系数可以匹配不同信号处理能力的模数转换器，因此本发明可以很灵活的适配不同参数的数据处理系统。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明提供的电平调节电路用于调节传感器电压信号极性，将双极性的输入信号调整为单极性的输出信号，输出信号和输入信号之间的关系按照下面公式计算：
Vo＝G*(Vi+Vr)
其中，Vo为输出信号幅度，Vi为输入信号幅度，Vr参考电平，G为放大系数。
如图1所示，本发明提供的电平调节电路由三部分组成：第一部分是参考电平发生电路，第二部分是加法电路，第三部分是放大倍数控制电路。参考电平发生电路根据输入信号的范围产生参考电压，作为加法电路的一路输入；加法电路将输入信号和参考电压进行加法运算，将输入的负电压抬升为非负电压；放大倍数控制电路用于调整输出信号的幅度，用以匹配模数转换器的数据处理能力。
具体来讲，电路包括一个通用运算放大器，实现上述信号幅度的算术运算；电路包括一个参考电压发生电路，当输入信号最小值为Vmin(负值)，参考电压发生电路产生不小于|Vmin|的参考电压；电路包括一个加法器电路，其构成形式为两个信号通过两个电阻输入到运算放大器的一个输入端，其中一个信号为前述参考电压，另一个信号为输入信号，其两个电阻阻值相等；电路包括一个放大倍数调节电路，由两个电阻组成，其中一个电阻连接运算放大器的输出端和另一输入端，另一个电阻连接同一输入端和电路的参考地电位端。
如图2所示，本发明的实施例中，传感器的模拟信号VI的范围为-4V～+4V，设置参考电压VR为4V，设置R1＝R2＝10K，U1-A的+输入端电压为VR+VI，范围为0V～+8V，通过设置R3＝1M，R4＝0，放大倍数G设置为0.5，因此输出信号Vo的范围为0V～+4V。该信号即可以直接输出给一般的通用模数转换器进行处理，即实现了预期的模拟电压的调节功能。
Claims (1)
1.一种模拟电平调节电路，包括参考电平发生电路、加法电路和放大倍数控制电路，
其特征在于：
参考电平发生电路根据输入信号的范围产生参考电压，作为加法电路的一路输入；加法电路将输入信号和参考电压进行加法运算，将输入的负电压抬升为非负电压；放大倍数控制电路调整输出信号的幅度，用以匹配模数转换器的数据处理能力；
所述的参考电压发生电路中，当输入信号最小值为负值Vmin，参考电压发生电路产生不小于|Vmin|的参考电压；
所述的加法电路为两个信号通过两个电阻输入到运算放大器的一个输入端，其中一个信号为前述参考电压，另一个信号为输入信号，其两个电阻阻值相等；
所述的放大倍数控制电路由两个电阻组成，其中一个电阻连接运算放大器的输出端和另一输入端，另一个电阻连接同一输入端和电路的参考地电位端。
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| CN201721460558.3U CN207559974U (zh) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | 一种模拟电平调节电路 |
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| CN201721460558.3U CN207559974U (zh) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | 一种模拟电平调节电路 |
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| CN207559974U true CN207559974U (zh) | 2018-06-29 |
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ID=62681937
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| CN201721460558.3U Active CN207559974U (zh) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | 一种模拟电平调节电路 |
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| CN (1) | CN207559974U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111999625A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-11-27 | 武汉精立电子技术有限公司 | 一种电流监控电路、图形信号发生器及面板检测系统 |
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2017
- 2017-11-03 CN CN201721460558.3U patent/CN207559974U/zh active Active
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| CN111999625A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-11-27 | 武汉精立电子技术有限公司 | 一种电流监控电路、图形信号发生器及面板检测系统 |
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