CN215768792U - 隔离采样芯片的采样电路及脉冲实验电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于采样电路技术领域，提供了一种隔离采样芯片的采样电路及脉冲实验电路。该隔离采样芯片的采样电路包括：采样模块、第一偏置电阻、第二偏置电阻和隔离放大模块；采样模块的两个输入端用于输入交流电压，采样模块的两个输出端分别与通过第一偏置电阻的一端和第二偏置电阻的一端与隔离放大模块的同相输入端和反相输入端连接；隔离放大模块的输出端输出隔离放大采样电压。本实用新型通过增加第一偏置电阻和第二偏置电阻，可以抬高隔离放大模块的基准输入电压，保证隔离放大模块的输入在电压限制范围内，进而抑制隔离放大模块输出的隔离放大采样电压发生畸变，提高隔离采样电路的可靠性。

Description

隔离采样芯片的采样电路及脉冲实验电路

技术领域

本实用新型属于采样电路技术领域，尤其涉及一种隔离采样芯片的采样电路及脉冲实验电路。

背景技术

为了考核电子设备的抗扰性，通常会在电子设备的交流输入端叠加大电压脉冲信号。

然而，当在电子设备的交流输入端叠加大电压脉冲信号时，经过隔离采样后的交流电压会产生畸变，进而导致电子设备的驱动电压随之突变，影响电子设备的抗扰性。因此如何抑制隔离采样后的交流电压的畸变，提高隔离采样电路的可靠性至关重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种隔离采样芯片的采样电路及脉冲实验电路，以解决在电子设备的交流输入端叠加大电压脉冲信号时，隔离采样芯片的采样电路可靠性较低的问题。

本实用新型实施例第一方面提供了一种隔离采样芯片的采样电路，包括：采样模块、第一偏置电阻、第二偏置电阻和隔离放大模块；

所述采样模块的第一输入端和第二输入端用于输入交流电压，所述采样模块的第一输出端连接所述第一偏置电阻的一端后与所述隔离放大模块的同相输入端连接，所述采样模块的第二输出端连接所述第二偏置电阻的一端后与所述隔离放大模块的反相输入端连接；

所述第一偏置电阻和所述第二偏置电阻的另一端用于连接第一预设电源的正极；

所述隔离放大模块的输出端输出隔离放大采样电压。

在一实施例中，所述采样模块包括：第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的一端作为所述采样模块的第一输入端，所述第一电阻的另一端作为所述采样模块的第一输出端；

所述第二电阻的一端作为所述采样模块的第二输入端，所述第二电阻的另一端作为所述采样模块的第二输出端。

在一实施例中，所述隔离放大模块包括隔离放大芯片；

所述隔离放大芯片的同相输入端作为所述隔离放大模块的同相输入端，所述隔离放大芯片的反相输入端作为所述隔离放大模块的反相输入端；

所述隔离放大芯片的输入侧的电源端用于连接所述第一预设电源的正极，所述隔离放大芯片的输入侧的接地端用于连接所述第一预设电源的负极；

所述隔离放大芯片的输出侧的电源端用于连接第二预设电源的正极，所述隔离放大芯片的输出侧的接地端用于连接第二预设电源的负极；所述第一预设电源和所述第二预设电源不为同一个电源；

所述隔离放大芯片的同相输出端和所述隔离放大芯片的反相输出端输出所述隔离放大采样电压。

在一实施例中，所述隔离放大模块，还包括第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容；

所述第三电阻的一端和所述第一电容的一端均连接在所述第一偏置电阻的一端和所述隔离放大芯片的同相输入端之间；

所述第四电阻的一端和所述第二电容的一端均连接在所述第二偏置电阻的一端和所述隔离放大芯片的反相输入端之间；

所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端均连接所述第一预设电源的负极。

在一实施例中，所述隔离放大模块，还包括：第三电容和第四电容；

所述第三电容的一端连接在所述第一预设电源的正极和所述隔离放大芯片的第一电源输入端之间，所述第三电容另一端连接所述第一预设电源的负极；

所述第四电容的一端连接在所述第二预设电源的正极和所述隔离放大芯片的第二电源输入端之间，所述第四电容的另一端连接所述第二预设电源的负极。

在一实施例中，所述的隔离采样芯片的采样电路，还包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第五电容、第六电容和放大器芯片；

所述第五电阻的一端与所述隔离放大芯片的反相输入端连接，所述第七电阻和所述第五电容构成第一并联电路，所述第五电阻的另一端分别与所述第一并联电路的一端和所述放大器芯片的同相输入端连接；

所述第一并联电路的另一端连接所述第二预设电源的负极；

所述第六电阻的一端与所述隔离放大芯片的同相输出端连接，所述第八电阻和所述第六电容构成第二并联电路，所述第六电阻的另一端分别与所述第二并联电路的一端和所述放大器芯片的反相输入端连接；

所述第二并联电路的另一端与所述放大器芯片的输出端连接。

本实用新型实施例第二方面提供了一种脉冲实验电路，包括上面所述任一项的隔离采样芯片的采样电路和驱动电路，所述采样电路和所述驱动电路连接，用于产生进行脉冲实验的电子设备的驱动电压。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实用新型实施例，通过在采样模块和隔离放大模块之间增加第一偏置电阻和第二偏置电阻，可以抬高隔离放大模块的基准输入电压，进而在采样模块输入的交流电压为叠加大电压脉冲信号后的交流电压时，保证隔离放大模块的输入在电压限制范围内，进而抑制隔离采样后的交流电压也就是隔离放大模块输出的隔离放大采样电压发生畸变，提高隔离采样电路的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的隔离采样芯片的采样电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的隔离采样芯片的采样电路的电路图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本发明实施例提供的隔离采样芯片的采样电路的结构示意图，详述如下，隔离采样芯片的采样电路10，包括：采样模块11、第一偏置电阻12、第二偏置电阻13和隔离放大模块14。

其中，采样模块11的第一输入端S1和第二输入端S2用于输入交流电压，采样模块11的第一输出端S11连接第一偏置电阻12的一端D1后与隔离放大模块14的同相输入端连接，采样模块11的第二输出端S12连接第二偏置电阻13的一端D2后与隔离放大模块14的反相输入端连接；第一偏置电阻12和第二偏置电阻13的另一端用于连接第一预设电源20的正极；隔离放大模块14的输出端输出隔离放大采样电压。

结合图2，采样模块11的第一输入端S1可以用于连接第一相线，采样模块11的第二输入端S2可以用于连接第二相线或零线，通过采样模块的第一输入端和第二输入端输入待采样的交流电压，其中，第一相线和第二相线可以为三线四线制中的A相线、B相线或C相线，也可以为产生交流电压的其他相线。采样模块可以对两根相线之间的线电压进行采样，也可以对某一相线和零线之间的相电压进行采样，采样模块采样后，通过隔离放大模块输出隔离放大采样电压。

其中，可以根据隔离放大模块的输入端的电压限制，选择合适阻值的第一偏置电阻和第二偏置电阻，以使第一偏置电阻和第二偏置电阻输出合适的偏置电压。

参照图1所示，传统的隔离采样芯片的采样电路，通常将采样模块的两个输出端直接分别与隔离放大模块的同相输入端和反相输入端连接，此时，若采样模块输入的交流电压是叠加大电压脉冲信号后的交流电压，例如采样模块输入的交流电压为叠加群脉冲信号后的交流电压时，由于隔离放大模块的同相输入端和反相输入端通常有电压限制，而叠加的大电压脉冲信号会导致隔离放大模块的输入超出电压限制，则隔离放大模块输出的隔离放大采样电压可能会发生畸变，进而在利用隔离放大采样电压驱动电子设备时，导致电子设备的驱动电压随之突变，影响电子设备的抗扰性。

本实用新型实施例，通过在采样模块和隔离放大模块之间增加第一偏置电阻和第二偏置电阻，可以抬高隔离放大模块的基准输入电压，进而在采样模块输入的交流电压为叠加大电压脉冲信号后的交流电压时，保证隔离放大模块的输入在电压限制范围内，进而抑制隔离采样后的交流电压也就是隔离放大模块输出的隔离放大采样电压发生畸变，提高隔离采样电路的可靠性。

可选的，参见图2，采样模块11可以包括：第一电阻R1和第二电阻R2。

第一电阻R1的一端作为采样模块11的第一输入端S1，第一电阻R1的另一端作为采样模块11的第一输出端S11；第二电阻R2的一端作为采样模块11的第二输入端S2，第二电阻R2的另一端作为采样模块11的第二输出端S12。

可选的，采样模块可以包括一个第一电阻和一个第二电阻，为了采样时阻值匹配，采样模块也可以包括多个第一电阻和多个第二电阻，其中多个第一电阻之间可以通过串联或并联的方式实现阻值匹配，同样的，多个第二电阻之间也可以通过串联或并联的方式实现阻值匹配。

可选的，参见图2，隔离放大模块14可以包括隔离放大芯片U1。

其中，隔离放大芯片U1的同相输入端作为隔离放大模块14的同相输入端，隔离放大芯片U1的反相输入端作为隔离放大模块14的反相输入端。

隔离放大芯片U1的输入侧的电源端V+用于连接第一预设电源的正极，隔离放大芯片U1的输入侧的接地端V-用于连接第一预设电源的负极。

隔离放大芯片U1的输出侧的电源端VCC用于连接第二预设电源的正极，隔离放大芯片U1的输出侧的接地端GND用于连接第二预设电源的负极。其中，第一预设电源和第二预设电源不为同一个电源，以实现隔离放大芯片输入侧和输出侧的隔离。

隔离放大芯片U1的同相输出端和隔离放大芯片U1的反相输出端输出隔离放大采样电压。

其中，通过隔离放大芯片可以将采样得到的电压信号隔离并初步放大，变为适合送入电子设备的信号。

示例性的，隔离放大芯片可以为AMC1200系列的隔离运算放大器芯片，也可以为其他形式的隔离运算放大器芯片，本实施例对隔离放大芯片的具体型号不做限定。

其中，对于AMC1200系列的隔离运算放大器芯片，隔离电压最高可至4250V，并可以初步放大8倍，其中，AMC1200系列的隔离运算放大器芯片的供电电压基本都为5V，因此隔离放大芯片的同相输入端和反相输入端的电压限制一般为-0.5V至5.5V，此时，通过1k欧姆的第一偏置电阻和1k欧姆的第二偏置电阻连接+5V的第一预设电源，可以将隔离放大芯片的基准输入电压抬高至1V左右，保证即使采样模块输入的交流电压叠加了大电压脉冲信号，输入至隔离放大芯片的反相输入端的电压信号仍大于零伏，进而抑制隔离放大芯片输出的隔离放大采样电压发生畸变，提高隔离采样电路的可靠性。

可选的，参见图2，隔离放大模块13还可以包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1和第二电容C2。

其中，第三电阻R3的一端和第一电容C1的一端均连接在第一偏置电阻12的一端D1和隔离放大芯片U1的同相输入端之间；第四电阻R4的一端和第二电容C2的一端均连接在第二偏置电阻13的一端D2和隔离放大芯片U1的反相输入端之间；第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端均连接第一预设电源的负极。

本实施例中，通过第三电阻和第一电容，以及第四电阻和第二电容，构成隔离放大芯片的同相输入端和反相输入端的输入RC滤波电路，进一步提高输入隔离放大芯片的采样电压的可靠性。

可选的，参见图2，隔离放大模块13还可以包括：第三电容C3和第四电容C4。

其中，第三电容C3的一端连接在第一预设电源的正极和隔离放大芯片U1的输入侧的电源端V+之间，第三电容C3另一端连接第一预设电源的负极；第四电容C4的一端连接在第二预设电源的正极和隔离放大芯片U1的输出侧的电源端VCC之间，第四电容C4的另一端连接第二预设电源的负极。

本实施例中，通过第三电容对第一预设电源滤波，通过第四电容对第二预设电源滤波，为隔离放大芯片输入稳定的供电电压。

可选的，参见图2，隔离采样芯片的采样电路10还可以包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第五电容C5、第六电容C6和放大器芯片U2。

其中，第五电阻R5的一端与隔离放大芯片U1的反相输入端连接，第七电阻R7和第五电容C5构成第一并联电路，第五电阻R5的另一端分别与第一并联电路的一端和放大器芯片U2的同相输入端连接。

第一并联电路的另一端连接第二预设电源的负极。

第六电阻R6的一端与隔离放大芯片U1的同相输出端连接，第八电阻R8和第六电容C6构成第二并联电路，第六电阻R6的另一端分别与第二并联电路的一端和放大器芯片U2的反相输入端连接。

第二并联电路的另一端与放大器芯片U2的输出端连接。

本实施例中，通过放大器芯片U2及其周围的阻容元件构成二次放大模块，可以对隔离放大模块输出的隔离放大采样电压进行二次放大，变为适合提供给电子设备的电压信号。

作为本实用新型的又一实施例，本实用新型还包括一种脉冲实验电路，包括上面所述任一实施例的隔离采样芯片的采样电路和驱动电路，采样电路和驱动电路连接，用于产生进行脉冲实验的电子设备的驱动电压。本实用新型的脉冲实验电路与上述任一实施例所述的隔离采样芯片的采样电路具有相同的有益效果。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种隔离采样芯片的采样电路，其特征在于，包括：采样模块、第一偏置电阻、第二偏置电阻和隔离放大模块；

所述采样模块的第一输入端和第二输入端用于输入交流电压，所述采样模块的第一输出端连接所述第一偏置电阻的一端后与所述隔离放大模块的同相输入端连接，所述采样模块的第二输出端连接所述第二偏置电阻的一端后与所述隔离放大模块的反相输入端连接；

所述第一偏置电阻和所述第二偏置电阻的另一端用于连接第一预设电源的正极；

所述隔离放大模块的输出端输出隔离放大采样电压。

2.如权利要求1所述的隔离采样芯片的采样电路，其特征在于，

所述采样模块包括：第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的一端作为所述采样模块的第一输入端，所述第一电阻的另一端作为所述采样模块的第一输出端；

所述第二电阻的一端作为所述采样模块的第二输入端，所述第二电阻的另一端作为所述采样模块的第二输出端。

3.如权利要求1或2所述的隔离采样芯片的采样电路，其特征在于，所述隔离放大模块包括隔离放大芯片；

所述隔离放大芯片的同相输入端作为所述隔离放大模块的同相输入端，所述隔离放大芯片的反相输入端作为所述隔离放大模块的反相输入端；

所述隔离放大芯片的输入侧的电源端用于连接所述第一预设电源的正极，所述隔离放大芯片的输入侧的接地端用于连接所述第一预设电源的负极；

所述隔离放大芯片的输出侧的电源端用于连接第二预设电源的正极，所述隔离放大芯片的输出侧的接地端用于连接所述第二预设电源的负极；所述第一预设电源和所述第二预设电源不为同一个电源；

所述隔离放大芯片的同相输出端和所述隔离放大芯片的反相输出端输出所述隔离放大采样电压。

4.如权利要求3所述的隔离采样芯片的采样电路，其特征在于，所述隔离放大模块，还包括：第三电阻、第四电阻、第一电容和第二电容；

所述第三电阻的一端和所述第一电容的一端均连接在所述第一偏置电阻的一端和所述隔离放大芯片的同相输入端之间；

所述第四电阻的一端和所述第二电容的一端均连接在所述第二偏置电阻的一端和所述隔离放大芯片的反相输入端之间；

所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端均连接所述第一预设电源的负极。

5.如权利要求3所述的隔离采样芯片的采样电路，其特征在于，所述隔离放大模块，还包括：第三电容和第四电容；

所述第三电容的一端连接在所述第一预设电源的正极和所述隔离放大芯片的输入侧的电源端之间，所述第三电容的另一端连接所述第一预设电源的负极；

所述第四电容的一端连接在所述第二预设电源的正极和所述隔离放大芯片的输出侧的电源端之间，所述第四电容的另一端连接所述第二预设电源的负极。

6.如权利要求4至5任一项所述的隔离采样芯片的采样电路，其特征在于，还包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第五电容、第六电容和放大器芯片；

所述第五电阻的一端与所述隔离放大芯片的反相输入端连接，所述第七电阻和所述第五电容构成第一并联电路，所述第五电阻的另一端分别与所述第一并联电路的一端和所述放大器芯片的同相输入端连接；

所述第一并联电路的另一端连接所述第二预设电源的负极；

所述第六电阻的一端与所述隔离放大芯片的同相输出端连接，所述第八电阻和所述第六电容构成第二并联电路，所述第六电阻的另一端分别与所述第二并联电路的一端和所述放大器芯片的反相输入端连接；

所述第二并联电路的另一端与所述放大器芯片的输出端连接。

7.一种脉冲实验电路，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的隔离采样芯片的采样电路和驱动电路，所述采样电路和所述驱动电路连接，用于产生进行脉冲实验的电子设备的驱动电压。

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