CN216210570U - 一种低温漂的有效值转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种低温漂的有效值转换电路，沿信号传输方向依次相接设有：一级通交隔直电路，对输入的正弦波信号滤波去除直流分量和超高频干扰分量；运放电路，对滤波后的信号进行倍数可控的放大；二级通交隔直电路，对放大后的信号再次滤波，和真均方根直流转换器IC电路，基于芯片AD536A转换信号输出至MCU进行AD采样，还原输入正弦波信号的有效值。应用本实用新型转换电路，针对小信号正弦波的幅值进行有效值转换预处理，提供了一种从侧面对正弦波的幅值变化进行数字化处理的方式，电路结构简单，成本低，程序开发省去大数据分析处理，仅需要对电路的有效值进行采样进行AD处理便可获得幅值的变化趋势，且大幅降低了转换过程中的温漂。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种与传感器相关的调制电路，尤其涉及一种低温漂的有效值转换电路，属于微电路应用领域。
背景技术
在电子信号处理领域中，正弦波被广泛应用于载波当中，通过将信号调制到载波当中从而获得具有一定强度的稳定信号。通用的调制方式有：调幅(AM)，调频(FM)，调相((FB)。其中调幅(AM)在传感器的信号处理中得到广泛应用，比如某些接近传感器就是将物体的距离感知信号转化成电信号，并以调幅的方式传输到处理单元，从而获得稳定且精确的距离数据。
对正弦波信号处理成为数字信号是一种常见技术，举例其一为全采样方式，使用DSP或者高速MCU，利用其采样频率远高于所测量信号频率的特点，实施正弦波信号的全波完整数据记录，采用实时及多组采样方式，获得信号的全波形数据，然后分析处理获得真实的波形数据。然而该方案中DSP或高速MCU成本较高，全波采样需要进行大数据保存和全波分析，显然算法程序十分复杂，开发难度较大。
另有过峰采样方式，即设计一个相位延迟电路，将延迟处理后的信号输入比较器电路中，与原始输入信号进行比较。当原始信号到达波峰时，比较器触发MCU中断，并对延迟处理后的信号进行AD采样，便可以获得正弦波的波峰值数据。然而，该方案所需电子元器件较多，电路也相对复杂，可靠性较低。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提出一种低温漂的有效值转换电路，以解决正弦波信号数字化处理的问题。
本实用新型实现上述目的的技术解决方案是，一种低温漂的有效值转换电路，其特征在于沿信号传输方向依次相接设有：
一级通交隔直电路，对输入的正弦波信号滤波去除直流分量和超高频干扰分量；
运放电路，对滤波后的信号进行倍数可控的放大；
二级通交隔直电路，对放大后的信号再次滤波，
和真均方根直流转换器IC电路，基于芯片AD536A转换信号输出至MCU进行AD采样，还原输入正弦波信号的有效值。
上述低温漂的有效值转换电路，进一步地，所述一级通交隔直电路至少为一个电容C5。
上述低温漂的有效值转换电路，进一步地，所述运放电路由运算放大器OP27及相串联的两个电阻RA1、RA2构成，其中电阻RA1的一端对接运算放大器OP27的输出端，电阻RA1、RA2之间的连接节点接入运算放大器OP27的负压输入端，电阻RA2的另一端与滤波后的信号合并接入运算放大器OP27的正压输入端。
上述低温漂的有效值转换电路，更进一步地，电阻RA2的另一端与一级通交隔直电路输出之间接设有电容C1和平衡电阻R2，且电容C1与平衡电阻R2之间的连接节点接地。
上述低温漂的有效值转换电路，进一步地，所述二级通交隔直电路由电容C4和电阻R3串联相接构成，且一端对接运算放大器OP27的输出端，另一端对接芯片AD536A的1号管脚。
应用本实用新型转换电路的技术解决方案，具备实质性特点和进步性：该电路针对小信号正弦波的幅值进行有效值转换预处理，提供了一种从侧面对正弦波的幅值变化进行数字化处理的方式，电路结构简单，成本低，程序开发省去大数据分析处理，仅需要对电路的有效值进行采样进行AD处理便可获得幅值的变化趋势，且大幅降低了转换过程中的温漂。
附图说明
图1是本实用新型低温漂的有效值转换电路简化的原理框图。
图2是本实用新型低温漂的有效值转换电路的实例结构示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握，从而对本实用新型的保护范围做出更为清晰的界定。
鉴于现有技术在正弦波信号处理成为数字信号方面的诸多不足，本实用新型设计者转换思路，利用正弦波信号的峰值电压与有效值电压之间的换算关系，即U峰值=U有效值×
，通过测量有效值电压（即上下文简称的有效值）直接反应峰值电压的变化趋势。而这赖以实现的基础是采用真均方根转换芯片AD536A，输入正弦波信号后输出的是处理完毕的电压信号，因此对MCU的AD采样频率要求具有普适性。
如图1所示的原理框图可见，本实用新型低温漂的有效值转换电路概述的组成包括：沿信号传输方向依次相接设有一级通交隔直电路、放大电路、二级通交隔直电路和真均方根直流转换器IC电路。从各部分实现的功能来看，其中一级通交隔直电路主要用于转换电路前端的阻挡作用，对输入的正弦波信号滤波去除直流分量和超高频干扰分量，而有效的正弦交流信号分量则无损地引入向后的电路中。由于外部信号输入到一级通交隔直电路前，很大可能已有信号衰减，因此需要运放电路将信号放大到真均方根直流转换器IC电路可识别的信号范围，且放大倍数可控。放大后的信号也难免存在直流分量及超高频干扰分量，因此通过二级通交隔直电路对放大后的信号再次滤波处理，防止干扰信号进入真均方根直流转换器IC电路影响转换结果。而在真均方根直流转换器IC电路中，基于芯片AD536A转换信号输出至MCU进行AD采样，还原输入正弦波信号的有效值。经过运放电路及其附属电路处理后信号的温漂将得以降至最低。
如图2所示进一步细化的实例结构示意图可见，上述一级通交隔直电路至少为一个电容C5，微弱的正弦波信号经过小容值电容C5组成的通交隔直电路进行滤波，将其直流分量和超高频干扰分量滤除。而上述运放电路由运算放大器OP27及相串联的两个电阻RA1、RA2构成，其中电阻RA1的一端对接运算放大器OP27的输出端，电阻RA1、RA2之间的连接节点接入运算放大器OP27的负压输入端，电阻RA2的另一端与滤波后的信号合并接入运算放大器OP27的正压输入端；通过改变电路中电阻RA1和RA2为的阻值来改变运算放大的倍数。更具体地，电阻RA2的另一端与一级通交隔直电路输出之间接设有电容C1和平衡电阻R2，且电容C1与平衡电阻R2之间的连接节点接地；其中小容值电容C1起通交隔直的作用，可限制信号放大电路仅对符合输入正弦波信号频率的电压信号进行放大，而平衡电阻R2则起消除零漂的作用。
上述二级通交隔直电路由电容C4和电阻R3串联相接构成，主要作用是进一步对信号进行滤波处理；且一端对接运算放大器OP27的输出端，另一端对接芯片AD536A的1号管脚。图示可见，芯片AD536A从管脚6直接输出放大后的正弦波信号有效值。由于运算放大器的放大倍数是已知，MCU进行AD采样后，对数据的放大倍数进行还原即可得到原始信号的有效值，可见程序开发难度大幅度降低。
综上结合图示的实施例详述可见，本实用新型该低温漂的有效值转换电路方案具备突出的实质性特点。且应用实施后体现了显著的进步性：该电路针对小信号正弦波的幅值进行有效值转换预处理，提供了一种从侧面对正弦波的幅值变化进行数字化处理的方式，电路结构简单，成本低，程序开发省去大数据分析处理，仅需要对电路的有效值进行采样进行AD处理便可获得幅值的变化趋势，且大幅降低了转换过程中的温漂。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种低温漂的有效值转换电路，其特征在于沿信号传输方向依次相接设有：
一级通交隔直电路，对输入的正弦波信号滤波去除直流分量和超高频干扰分量；
运放电路，对滤波后的信号进行倍数可控的放大；
二级通交隔直电路，对放大后的信号再次滤波，
和真均方根直流转换器IC电路，基于芯片AD536A转换信号输出至MCU进行AD采样，还原输入正弦波信号的有效值。
2.根据权利要求1所述低温漂的有效值转换电路，其特征在于：所述一级通交隔直电路至少为一个电容C5。
3.根据权利要求1所述低温漂的有效值转换电路，其特征在于：所述运放电路由运算放大器OP27及相串联的两个电阻RA1、RA2构成，其中电阻RA1的一端对接运算放大器OP27的输出端，电阻RA1、RA2之间的连接节点接入运算放大器OP27的负压输入端，电阻RA2的另一端与滤波后的信号合并接入运算放大器OP27的正压输入端。
4.根据权利要求3所述低温漂的有效值转换电路，其特征在于：电阻RA2的另一端与一级通交隔直电路输出之间接设有电容C1和平衡电阻R2，且电容C1与平衡电阻R2之间的连接节点接地。
5.根据权利要求1所述低温漂的有效值转换电路，其特征在于：所述二级通交隔直电路由电容C4和电阻R3串联相接构成，且一端对接运算放大器OP27的输出端，另一端对接芯片AD536A的1号管脚。
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|---|---|---|---|---|
| CN114994388A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-09-02 | 北京中联太信科技有限公司 | 一种磁超导微直流检测分析的方法及系统 |
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| CN114994388B (zh) * | 2022-05-25 | 2023-05-12 | 北京中联太信科技有限公司 | 一种磁超导微直流检测分析的方法及系统 |
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