CN215833780U - 一种采样电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采样电路，其中，采样模块内的分压模块、运放跟随单元和滤波单元串联连接，RC并联电路的一端与分压模块和运放跟随单元之间的第一节点连接，RC并联电路的另一端接地；动态响应模块与分压模块并联，动态响应模块中包括至少一个电容，以在至少一个电容充电时产生充电电流驱使RC并联电路充电，在至少一个电容放电时产生放电电流驱使RC并联电路放电。本申请实施例在采样电路输入的电信号突然发生变化时，动态响应模块中的至少一个电容产生充电电流或者放电电流，可以加快RC并联电路中的电容充电或者放电的速度，使采样电路输出的电信号随之发生快速变化，提高采样电路的动态响应速度。

Description

一种采样电路

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种采样电路。

背景技术

电源设备的控制，需要基于采样到的电信号。在负载发生变化时，电信号也会随之发生变化，因此，采样电路的响应速度对设备的控制效果，有着至关重要的影响。当前通用的采样电路如图1所示。

图1中，电路将端口处的电信号Ui，经过电阻分压后，转换成适合采样电压信号Us(Us＝R4/(R1+R2+R3))。将采样的电信号经过运放跟随器处理后输出，避免后级阻抗与采样电阻阻抗因串并联关系，影响采样分压结果。将运放跟随器输出的采样信号经过一级RC滤波，以提高信号的抗干扰能力，然后输入给MCU的ADC采集器。MCU的ADC采集器采集此电压信号，经过MCU内部运算，得出端口电压Ui的值并提供给控制程序使用。

然而，现有技术中的采样电路存在电信号采样的动态响应速度慢的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种采样电路。

第一方面，本申请提供了一种采样电路，包括：采样模块和动态响应模块；

所述采样模块包括：分压模块、RC并联电路、运放跟随单元和滤波单元，所述分压模块、运放跟随单元和滤波单元串联连接，所述RC并联电路的一端与所述分压模块和所述运放跟随单元之间的第一节点连接，所述RC并联电路的另一端接地；

所述动态响应模块与所述分压模块并联，所述动态响应模块中包括至少一个电容，以在至少一个电容充电时产生充电电流驱使所述RC并联电路充电，在至少一个电容放电时产生放电电流驱使所述RC并联电路放电。

可选地，所述动态响应模块，包括：第一RC并联支路、第二RC并联支路和RC串联支路；

所述第一RC并联支路的一端与所述第二RC并联支路的一端连接；

所述第一RC并联支路的另一端与所述第二RC并联支路的另一端连接至第二节点，所述第二节点还与所述RC串联支路的一端连接，所述RC串联支路的另一端与所述第一节点连接。

可选地，所述动态响应模块，还包括：第一选通二极管和第二选通二极管；

所述第一选通二极管的正连接端与所述第一RC并联支路连接，所述第一选通二极管的负连接端与所述第二节点连接；

所述第二选通二极管的正连接端与所述第二节点连接，所述第二选通二极管的负连接端与所述第二RC并联支路连接。

可选地，所述第一RC并联支路包括：第一电容和第一电阻；

所述第一电容和所述第一电阻并联连接。

可选地，所述第二RC并联支路包括：第二电容和第二电阻；

所述第二电容和所述第二电阻并联连接。

可选地，所述RC串联支路包括：第三电阻和第三电容；

所述第三电阻和第三电容串联连接。

可选地，所述分压模块包括：第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻串联连接。

可选地，所述RC并联电路包括：第七电阻和第四电容；

所述第七电阻和所述第四电容并联连接。

可选地，所述运放跟随单元包括：运放跟随器；

所述运放跟随器的正连接端分别与所述分压模块和所述RC并联电路连接，所述运放跟随器的负连接端与所述运放跟随器的输出端连接，所述运放跟随器的输出端与所述滤波单元连接。

可选地，所述滤波单元包括：第八电阻和第五电容；

所述第八电阻的一端与所述运放跟随单元连接，所述第八电阻的另一端与所述第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例中，在采样电路输入的电信号突然发生变化时，动态响应模块中的至少一个电容会充电或者放电，并产生充电电流或者放电电流，该充电电流和放电电流能够加快RC并联电路中的电容充电或者放电的速度，进而，使得采样电路输出的电信号能够随之发生快速变化，提高采样电路进行电信号采样时的动态响应速度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为现有技术中的一种采样电路的电路图；

图2为本申请实施例提供的一种采样电路的电路图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

由于现有技术中的采样电路存在电信号采样的动态响应速度慢的问题，为此，如图2所示，本申请实施例提供了一种采样电路，包括：采样模块11和动态响应模块12；

所述采样模块11包括：分压模块11.1、RC并联电路11.2、运放跟随单元11.3和滤波单元11.4，所述分压模块11.1、运放跟随单元11.3和滤波单元11.4串联连接，所述RC并联电路11.2的一端与所述分压模块11.1和所述运放跟随单元11.3之间的第一节点连接，所述RC并联电路11.2的另一端接地；

所述动态响应模块12与所述分压模块11.1并联，所述动态响应模块12中包括至少一个电容，以在至少一个电容充电时产生充电电流驱使所述RC并联电路11.2充电，在至少一个电容放电时产生放电电流驱使所述RC并联电路11.2放电。

本申请实施例中，在采样电路输入的电信号突然发生变化时，动态响应模块中的至少一个电容会充电或者放电，并产生充电电流或者放电电流，该充电电流和放电电流能够加快RC并联电路中的电容充电或者放电的速度，进而，使得采样电路输出的电信号能够随之发生快速变化，提高采样电路进行电信号采样时的动态响应速度。

在本申请的又一实施例中，所述动态响应模块12，包括：第一RC并联支路12.1、第二RC并联支路12.2和RC串联支路12.3；

所述第一RC并联支路12.1的一端与所述第二RC并联支路12.2的一端连接；

所述第一RC并联支路12.1的另一端与所述第二RC并联支路12.2的另一端连接至第二节点，所述第二节点还与所述RC串联支路12.3的一端连接，所述RC串联支路的另一端与所述第一节点连接。

在本申请的又一实施例中，所述动态响应模块12，还包括：第一选通二极管D1和第二选通二极管D2；

所述第一选通二极管D1的正连接端与所述第一RC并联支路12.1连接，所述第一选通二极管D1的负连接端与所述第二节点连接；

所述第二选通二极管D2的正连接端与所述第二节点连接，所述第二选通二极管D2的负连接端与所述第二RC并联支路12.2连接。

在本申请的又一实施例中，所述第一RC并联支路12.1包括：第一电容C3和第一电阻R6；

所述第一电容C3和所述第一电阻R6并联连接。

在本申请的又一实施例中，所述第二RC并联支路12.2包括：第二电容C4和第二电阻R7；

所述第二电容C4和所述第二电阻R7并联连接。

在本申请的又一实施例中，所述RC串联支路12.3包括：第三电阻R8和第三电容C5；

所述第三电阻R8和第三电容C5串联连接。

在本申请的又一实施例中，所述分压模块11.1包括：第四电阻R1、第五电阻R2和第六电阻R3；

所述第四电阻R1、所述第五电阻R2和所述第六电阻R3串联连接。

在本申请的又一实施例中，所述RC并联电路11.2包括：第七电阻R4和第四电容C1；

所述第七电阻R4和所述第四电容C1并联连接。

在本申请的又一实施例中，所述运放跟随单元11.3包括：运放跟随器U1B；

所述运放跟随器U1B的正连接端分别与所述分压模块11.1和所述RC并联电路11.2连接，所述运放跟随器U1B的负连接端与所述运放跟随器U1B的输出端连接，所述运放跟随器U1B的输出端与所述滤波单元11.4连接。

在本申请的又一实施例中，所述滤波单元11.4包括：第八电阻R5和第五电容C2；

所述第八电阻R5的一端与所述运放跟随单元11.3连接，所述第八电阻R5的另一端与所述第五电容C2的一端连接，所述第五电容C2的另一端接地。

本申请实施例中，采样电路将端口处的电信号Ui，经过分压模块分压后，转换成适合采样电压信号Us(Us＝R4/(R1+R2+R3))。将采样的电信号经过运放跟随器处理后输出，避免后级阻抗与采样电阻阻抗因串并联关系，影响采样分压结果。将运放跟随器输出的采样信号经过一级RC滤波，以提高信号的抗干扰能力，然后输入给MCU的ADC采集器。MCU的ADC采集器采集此电压信号，经过MCU内部运算，得出端口电压Ui的值并提供给控制程序使用。

当Ui稳定时，动态响应模块中的第一电容C3、第二电容C4、第三电容C5充满电，不再有电流流过动态响应模块，此时Ui经过电阻分压得到Us即为理论计算值。

在Ui突然升高时，第一选通二极管D1导通，第一电容C3、第三电容C5充电，其产生的额外充电电流加快第四电容C1的充电速度，使得Us升高变快，MCU通过响应Us的升高变化，进而更快的判断出Ui的升高情况，并更快的做出响应。

在Ui突然降低时，第二选通二极管D2导通，第二电容C4、第三电容C5放电，其产生的额外放电电流加快第四电容C1的放电速度，使得Us降低变快，MCU通过响应Us的降低变化，进而更快的判断出Ui的降低情况，并更快的做出响应。

本申请实施例中，第一电容C3、第一电阻R6，第二电容C4和第二电阻R7在实际应用中可以通过选择不同的参数值，可以设置Ui的响应速度，并且可以对Ui升高时和降低时分别设置响应速度，以应对不同需求。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种采样电路，其特征在于，包括：采样模块和动态响应模块；

所述采样模块包括：分压模块、RC并联电路、运放跟随单元和滤波单元，所述分压模块、所述运放跟随单元和所述滤波单元串联连接，所述RC并联电路的一端与所述分压模块和所述运放跟随单元之间的第一节点连接，所述RC并联电路的另一端接地；

所述动态响应模块与所述分压模块并联，所述动态响应模块中包括至少一个电容，以在所述至少一个电容充电时产生充电电流驱使所述RC并联电路充电，在所述至少一个电容放电时产生放电电流驱使所述RC并联电路放电。

2.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述动态响应模块，包括：第一RC并联支路、第二RC并联支路和RC串联支路；

所述第一RC并联支路的一端与所述第二RC并联支路的一端连接；

所述第一RC并联支路的另一端与所述第二RC并联支路的另一端连接至第二节点，所述第二节点还与所述RC串联支路的一端连接，所述RC串联支路的另一端与所述第一节点连接。

3.根据权利要求2所述的采样电路，其特征在于，所述动态响应模块，还包括：第一选通二极管和第二选通二极管；

所述第一选通二极管的正连接端与所述第一RC并联支路连接，所述第一选通二极管的负连接端与所述第二节点连接；

所述第二选通二极管的正连接端与所述第二节点连接，所述第二选通二极管的负连接端与所述第二RC并联支路连接。

4.根据权利要求2所述的采样电路，其特征在于，所述第一RC并联支路包括：第一电容和第一电阻；

所述第一电容和所述第一电阻并联连接。

5.根据权利要求2所述的采样电路，其特征在于，所述第二RC并联支路包括：第二电容和第二电阻；

所述第二电容和所述第二电阻并联连接。

6.根据权利要求2所述的采样电路，其特征在于，所述RC串联支路包括：第三电阻和第三电容；

所述第三电阻和第三电容串联连接。

7.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述分压模块包括：第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻串联连接。

8.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述RC并联电路包括：第七电阻和第四电容；

所述第七电阻和所述第四电容并联连接。

9.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述运放跟随单元包括：运放跟随器；

所述运放跟随器的正连接端分别与所述分压模块和所述RC并联电路连接，所述运放跟随器的负连接端与所述运放跟随器的输出端连接，所述运放跟随器的输出端与所述滤波单元连接。

10.根据权利要求1所述的采样电路，其特征在于，所述滤波单元包括：第八电阻和第五电容；

所述第八电阻的一端与所述运放跟随单元连接，所述第八电阻的另一端与所述第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地。

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