CN214011346U - 一种用于差分电压探头的数显测压电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于差分电压探头的数显测压电路，包括两个采样放大电路，处理电路和显示电路，所述两个采样放大电路输入端分别与两个探针连接，接收探针的电压信号，两个采样放大电路输出端分别与处理电路连接，将电压信号直接送至处理电路处理，处理电路与显示电路连接，控制显示电路直接显示与电压信号对应的电压数值；采样放大电路包括采样保持电路和放大保护电路，采样保持电路输出端与放大保护电路输入端连接，采样保持电路受控端与处理电路连接，采样保持电路输入端与探针连接，放大保护电路输出端与处理电路连接。本实用新型便于将电压检测和显示功能直接集成与差分电压探头上，提高了电压数值检测的精准度。
Description
技术领域
本实用新型涉及差分电压探头领域，具体是一种用于差分电压探头的数显测压电路。
背景技术
示波器探头按供电方式分可分为无源电压探头和有源电压探头。无源探头分为无源低压、无源高压及低阻传输线探头等，有源探头分为有源单端、有源差分、高压差分探头等。有源差分顾名思义主要用来测试差分信号，与有源单端电压探头相比，有源差分电压探头同样具备低寄生电容和高带宽特性，还具有高共模抑制比，对共模噪声的抑制能力比较强。
现有差分电压探头通常是探头捕获波形然后输送到示波器，示波器进而对波形进行测量得到电压数值，但是探头通常是通过线缆连接到示波器的，线缆传输会增加电压信号的噪声和失真，对电压测量精准度有一定影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的上述问题，提供了一种用于差分电压探头的数显测压电路，其便于将电压检测和显示功能直接集成与差分电压探头上，无需再将探针电压信号通过线缆传输至示波器进行电压计算与显示，提高了电压数值检测的精准度。
本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：
一种用于差分电压探头的数显测压电路，包括两个采样放大电路，处理电路和显示电路，所述两个采样放大电路输入端分别与两个探针连接，接收探针的电压信号，两个采样放大电路输出端分别与处理电路连接，将电压信号直接送至处理电路处理，处理电路与显示电路连接，控制显示电路直接显示与电压信号对应的电压数值；采样放大电路包括采样保持电路和放大保护电路，采样保持电路输出端与放大保护电路输入端连接，采样保持电路受控端与处理电路连接，采样保持电路输入端与探针连接，放大保护电路输出端与处理电路连接。
优选地，所述采样保持电路包括电阻R1，电位器R2，电容C1，保持器U1；保持器U1引脚3作采样保持电路输入端Vin1接探针的电压信号，保持器U1引脚5作采样保持电路输出端Vout1接放大保护电路输入端；保持器U1引脚8作采样保持电路受控端接处理电路的保持信号，保持器U1引脚6接电容C1后接保持器U1引脚7，保持器U1引脚1和引脚4分别接供电信号+Ua和-Ua，保持器U1引脚2接电位器R2一固定端，电位器R2滑动端接供电信号+Ua，电位器R2另一固定端接电阻R1后接地。
优选地，所述放大保护电路包括电阻R3至R7，电位器R8，电容C2和C3，二极管D1，接线端子J1，放大器U2；放大器U2引脚3接电阻R3后接接线端子J1引脚1后作放大保护电路输入端Vin2，放大器U2引脚2接电阻R5一端后接电阻R4一端，电阻R4另一端接接线端子J1引脚2后接地，电阻R5另一端接放大器U2引脚6后接电阻R6一端，电阻R6另一端接电阻R7一端和二极管D1负极后作放大保护电路输出端Vout2，电阻R7另一端和二极管D1正极均接地，放大器U2引脚7接电容C2一端和电位器R8滑动端后接供电信号+Ua，电容C2另一端接地，电位器R8两个固定端分别接放大器U2引脚1和引脚8，放大器U2引脚4接电容C3一端后接供电信号-Ua，电容C3另一端接地。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：在差分电压探头上设置数显测压电路，采样放大电路直接采样放大探针检测的电压信号，处理电路直接进行电压计算处理，显示电路受控于处理电路直接显示电压数值，便于将电压检测和显示功能直接集成与差分电压探头上，无需再将探针电压信号通过线缆传输至示波器进行电压计算与显示，避免了差分电压探头与示波器之间线缆传输带来的噪声和失真，提高了电压数值检测的精准度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型一个具体实施例的采样保持电路图。
图2为本实用新型一个具体实施例的放大保护电路图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：
一种用于差分电压探头的数显测压电路，包括两个采样放大电路，处理电路和显示电路。两个采样放大电路输入端分别与两个探针连接，接收探针的电压信号，两个采样放大电路输出端分别与处理电路连接，将电压信号直接送至处理电路处理，处理电路与显示电路连接，控制显示电路直接显示与电压信号对应的电压数值。
在差分电压探头上设置数显测压电路，采样放大电路直接采样放大探针检测的电压信号，处理电路直接进行电压计算处理，显示电路受控于处理电路直接显示电压数值，便于将电压检测和显示功能直接集成与差分电压探头上，无需再将探针电压信号通过线缆传输至示波器进行电压计算与显示，避免了差分电压探头与示波器之间线缆传输带来的噪声和失真，提高了电压数值检测的精准度。
本实施例中，处理电路和显示电路选用现有技术实现，处理电路可选控制芯片LPC2132及其常规外围电路，显示电路可选LCD或数码管常规电路。
为了保证差分信号电压检测的同步性，提高信号采样放大精度，确保采样放大电路与处理电路的安全连接，本实施例中采样放大电路包括采样保持电路和放大保护电路，采样保持电路输出端与放大保护电路输入端连接，采样保持电路受控端与处理电路连接，采样保持电路输入端与探针连接，放大保护电路输出端与处理电路连接。
具体地，如图1所示，采样保持电路包括电阻R1，电位器R2，电容C1，保持器U1；保持器U1引脚3作采样保持电路输入端Vin1接探针的电压信号，保持器U1引脚5作采样保持电路输出端Vout1接放大保护电路输入端；保持器U1引脚8作采样保持电路受控端接处理电路的保持信号，保持器U1引脚6接电容C1后接保持器U1引脚7，保持器U1引脚1和引脚4分别接供电信号+Ua和-Ua，保持器U1引脚2接电位器R2一固定端，电位器R2滑动端接供电信号+Ua，电位器R2另一固定端接电阻R1后接地。
如图2所示，放大保护电路包括电阻R3至R7，电位器R8，电容C2和C3，二极管D1，接线端子J1，放大器U2；放大器U2引脚3接电阻R3后接接线端子J1引脚1后作放大保护电路输入端Vin2，放大器U2引脚2接电阻R5一端后接电阻R4一端，电阻R4另一端接接线端子J1引脚2后接地，电阻R5另一端接放大器U2引脚6后接电阻R6一端，电阻R6另一端接电阻R7一端和二极管D1负极后作放大保护电路输出端Vout2，电阻R7另一端和二极管D1正极均接地，放大器U2引脚7接电容C2一端和电位器R8滑动端后接供电信号+Ua，电容C2另一端接地，电位器R8两个固定端分别接放大器U2引脚1和引脚8，放大器U2引脚4接电容C3一端后接供电信号-Ua，电容C3另一端接地。
探针电压信号送至采样保持电路保持器U1跟随放大后，再送至放大保护电路放大器U2进行同相比例放大后，最后送至处理电路控制芯片进行计算处理。放大保护电路中电阻R7对输出端Vout2进行分压，二极管D1对输出端Vout2进行限压，双重保护确保输出端Vout2输出信号在处理电路安全输入范围内，以确保采样放大电路与处理电路的安全连接。放大保护电路中接线端子J1和电位器R8构成调零电路，通过接线端子J1使放大器U2引脚2和引脚3连接短路时，相当于放大器U2输入信号为零，可调节电位器R8，使放大器U2引脚6输出也为零，以改善放大器U2的失调和漂移，提高放大精度。
处理电路控制芯片对电压信号进行测量时，程序运行需要占用时间，因而不能对差分电压信号进行同时测量，只能先在一个周期测单端电压值，再在下一个周期测另一单端电压值，即所测电压不为同步信号。也就是说，在需要测量同步差分电压信号时会存在一定误差。本实施例中设置两个采样放大电路分别与两个探针连接，即两个采样保持电路分别与两个探针连接，采样保持电路中保持器U1可受处理电路控制芯片控制存储探针电压信号。也就是说，不需要测量同步差分电压信号时，处理电路控制保持器U1即时跟随放大，保持器U1接收探针电压信号后就跟随放大输出至放大保护电路、处理电路；而需要测量同步差分信号时，处理电路控制芯片先对一个采样放大电路的探针电压信号进行计算处理，而控制另一采样放大电路的采样保持电路的保持器U1存储跟随放大，该保持器U1接收探针电压信号跟随放大后先存储一个设定时间再输出至放大保护电路、处理电路，使得处理电路控制芯片先后接收的信号为同步差分电压信号，从而实现对同步差分电压信号的高精度检测。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种用于差分电压探头的数显测压电路，其特征在于：包括两个采样放大电路，处理电路和显示电路，所述两个采样放大电路输入端分别与两个探针连接，接收探针检测的电压信号，两个采样放大电路输出端分别与处理电路连接，将电压信号直接送至处理电路处理，处理电路与显示电路连接，控制显示电路直接显示与电压信号对应的电压数值；采样放大电路包括采样保持电路和放大保护电路，采样保持电路输出端与放大保护电路输入端连接，采样保持电路受控端与处理电路连接，采样保持电路输入端与探针连接，放大保护电路输出端与处理电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于差分电压探头的数显测压电路，其特征在于：所述采样保持电路包括电阻R1，电位器R2，电容C1，保持器U1；保持器U1引脚3作采样保持电路输入端Vin1接探针的电压信号，保持器U1引脚5作采样保持电路输出端Vout1接放大保护电路输入端；保持器U1引脚8作采样保持电路受控端接处理电路的保持信号，保持器U1引脚6接电容C1后接保持器U1引脚7，保持器U1引脚1和引脚4分别接供电信号+Ua和-Ua，保持器U1引脚2接电位器R2一固定端，电位器R2滑动端接供电信号+Ua，电位器R2另一固定端接电阻R1后接地。
3.根据权利要求1所述的一种用于差分电压探头的数显测压电路，其特征在于：所述放大保护电路包括电阻R3至R7，电位器R8，电容C2和C3，二极管D1，接线端子J1，放大器U2；放大器U2引脚3接电阻R3后接接线端子J1引脚1后作放大保护电路输入端Vin2，放大器U2引脚2接电阻R5一端后接电阻R4一端，电阻R4另一端接接线端子J1引脚2后接地，电阻R5另一端接放大器U2引脚6后接电阻R6一端，电阻R6另一端接电阻R7一端和二极管D1负极后作放大保护电路输出端Vout2，电阻R7另一端和二极管D1正极均接地，放大器U2引脚7接电容C2一端和电位器R8滑动端后接供电信号+Ua，电容C2另一端接地，电位器R8两个固定端分别接放大器U2引脚1和引脚8，放大器U2引脚4接电容C3一端后接供电信号-Ua，电容C3另一端接地。
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