一種線性電壓采樣電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種一種線性電壓采樣電路，其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管PD1、PD2，一電阻R1、一放大運(yùn)算器A1與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻R1與該光敏二極管PD1連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，價(jià)格便宜，簡單且可以完全消除前后級的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力，輸出電壓具有穩(wěn)定性和線性，其增益可通過調(diào)整R2與R1的值來實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種線性電壓采樣電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及采樣電路，特別涉及一種線性電壓采樣電路。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，對于數(shù)字信號(hào)的隔離，使用一般的光耦器件隔離就能達(dá)到很好的效果。然而一般的光耦具有較大的非線性電流傳輸特性且受溫度變化的影響較大，對于模擬信號(hào)的傳輸其精度和線性度難以滿足系統(tǒng)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提供一種線性電壓采樣電路。
[0004]為了能更精確地傳送模擬信號(hào)，用線性光耦隔離是最好的選擇。線性光耦輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化而成比例變化，它為模擬信號(hào)傳輸中隔離電路的簡單化、高精度化帶來了方便。
[0005]在工業(yè)測量和控制系統(tǒng)中，為防止外界的各種干擾，必須將測量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行電氣隔離。常用的隔離措施有變壓器隔離、電容耦合隔離和光耦隔離。與變壓器隔離、電容耦合隔離相比，光耦體積小，價(jià)格便宜，隔離電路簡單且可以完全消除前后級的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為:
一種線性電壓米樣電路，其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管F1Dl、Η)2,一電阻R1、一放大運(yùn)算器Al與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻Rl與該光敏二極管PDl連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。
[0007]所述電阻Rl與該運(yùn)算放大器Al的第二連接端2連接，該運(yùn)算放大器Al的第一連接端I與一電阻R3連接，該電阻R3與該發(fā)光二極管LED連接，該運(yùn)算放大器Al的第三接觸端3接地，該運(yùn)算放大器的第八接觸端8接入正壓+VCCL，該運(yùn)算放大器Al的第四接觸端4接地。
[0008]該運(yùn)算放大器Al的第一接觸端1、第二接觸端2之間并聯(lián)一電容Cl。
[0009]所述光敏二極管TO2的兩端分別與放大運(yùn)算器A2的第二接觸端2、第三接觸端3連接，該運(yùn)算放大器A2的第四接觸端4接地，該第二運(yùn)算放大器A2的第八接觸端8接入正壓+VCC2，該電阻R2連接于該運(yùn)算放大器A2的第三接觸端3、第一接觸端I之間。
[0010]該電阻R2的兩端并聯(lián)有一電容C2。
[0011 ] 該運(yùn)算放大器A2的第一接觸端與一 MCU的接觸端MCU-AD相接觸。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明設(shè)計(jì)合理巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，價(jià)格便宜，簡單且可以完全消除前后級的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力，輸出電壓具有穩(wěn)定性和線性，其增益可通過調(diào)整R2與Rl的值來實(shí)現(xiàn)。
[0013]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例:見圖1，本發(fā)明一種線性電壓采樣電路，其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管ro1、TO2，一電阻R1、一放大運(yùn)算器Al與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻Rl與該光敏二極管PDl連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。
[0016]所述電阻Rl與該運(yùn)算放大器Al的第二連接端2連接，該運(yùn)算放大器Al的第一連接端I與一電阻R3連接，該電阻R3與該發(fā)光二極管LED連接，該運(yùn)算放大器Al的第三接觸端3接地，該運(yùn)算放大器的第八接觸端8接入正壓+VCCL，該運(yùn)算放大器Al的第四接觸端4接地。
[0017]該運(yùn)算放大器Al的第一接觸端1、第二接觸端2之間并聯(lián)一電容Cl。
[0018]所述光敏二極管TO2的兩端分別與放大運(yùn)算器A2的第二接觸端2、第三接觸端3連接，該運(yùn)算放大器A2的第四接觸端4接地，該第二運(yùn)算放大器A2的第八接觸端8接入正壓+VCC2，該電阻R2連接于該運(yùn)算放大器A2的第三接觸端3、第一接觸端I之間。
[0019]該電阻R2的兩端并聯(lián)有一電容C2。
[0020]該運(yùn)算放大器A2的第一接觸端與一 MCU的接觸端MCU-AD相接觸。
[0021]電路中PDl形成了負(fù)反饋，當(dāng)有電壓Vln輸入時(shí)，運(yùn)算放大器Al的輸出使發(fā)光二極管LED上有電流If流過，且輸入電壓的變化體現(xiàn)在電流If上，并驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED發(fā)光把電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。發(fā)光二極管LED發(fā)出的光被PDl探測到并產(chǎn)生光電流IPD1。同時(shí)，輸入電壓Vln也會(huì)產(chǎn)生電流流過R1。假定Al是理想運(yùn)放，則沒有電流流入Al的輸入端，流過Rl的電流將會(huì)流過PDl到地，因此，IPD1=VIn/Rl。注意，Ipdi只取決于輸入電壓Vln和Rl的值，與發(fā)光二極管LED的光輸出特性無關(guān)。又因LED發(fā)出的光同時(shí)照射在兩個(gè)光敏二極管上，且PDl和PD2完全相同的，理想情況下Ipd2S該等于IPD1。定義一個(gè)系數(shù)k，有IPD1=kIPD2，k約為1±5%(當(dāng)芯片制作完成后隨之確定)。運(yùn)算放大器A2和電阻R2把IPD2轉(zhuǎn)變成輸出電壓Vwt，有Vwt=IPD2R2，組合上述3個(gè)方程得到輸出電壓和輸入電壓關(guān)系:ν_/ν?η=1?Κ2/Rl,因此，輸出電壓Vrat具有穩(wěn)定性和線性，其增益可通過調(diào)整R2與Rl的值來實(shí)現(xiàn)，通常取Rl和R2的值相同。
[0022]隔離電路中電阻Rl起限流作用。R3用于控制發(fā)光二極管LED的發(fā)光強(qiáng)度，從而對控制通道增益起一定作用。電容Cl、C2為反饋電容，用于提高電路的穩(wěn)定性。運(yùn)算放大器Al的作用是把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，運(yùn)算放大器Α2的作用是把光耦輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并增強(qiáng)負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。
[0023]本發(fā)明設(shè)計(jì)合理巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，價(jià)格便宜，簡單且可以完全消除前后級的相互干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力，輸出電壓具有穩(wěn)定性和線性，其增益可通過調(diào)整R2與Rl的值來實(shí)現(xiàn)。
[0024]如本發(fā)明實(shí)施例所述，與本發(fā)明相同或相似結(jié)構(gòu)的其他線性電壓采樣電路，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種線性電壓米樣電路，其特征在于:其包括一發(fā)光二極管LED和兩個(gè)相同的光敏二極管ro1、H)2，一電阻R1、一放大運(yùn)算器Al與該發(fā)光二極管LED依次連接形成回路，該電阻Rl與該光敏二極管PDl連接形成回路，該光敏二極管PD2與一放大運(yùn)算器A2連接形成回路，一電阻R2與該放大運(yùn)算器A2并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述線性電壓采樣電路，其特征在于，所述電阻Rl與該運(yùn)算放大器Al的第二連接端2連接，該運(yùn)算放大器Al的第一連接端I與一電阻R3連接，該電阻R3與該發(fā)光二極管LED連接，該運(yùn)算放大器Al的第三接觸端3接地，該運(yùn)算放大器的第八接觸端8接入正壓+VCCL，該運(yùn)算放大器Al的第四接觸端4接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述線性電壓采樣電路，其特征在于，該運(yùn)算放大器Al的第一接觸端1、第二接觸端2之間并聯(lián)一電容Cl。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述線性電壓采樣電路，其特征在于，所述光敏二極管PD2的兩端分別與放大運(yùn)算器A2的第二接觸端2、第三接觸端3連接，該運(yùn)算放大器A2的第四接觸端4接地，該第二運(yùn)算放大器A2的第八接觸端8接入正壓+VCC2，該電阻R2連接于該運(yùn)算放大器A2的第三接觸端3、第一接觸端I之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述線性電壓采樣電路，其特征在于，該電阻R2的兩端并聯(lián)有一電容C2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述線性電壓采樣電路，其特征在于，該運(yùn)算放大器A2的第一接觸端與一 MCU的接觸端MCU-AD相接觸。
【文檔編號(hào)】G01R15/22GK104407193SQ201410760887
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】周杰 申請人:東莞市精誠電能設(shè)備有限公司