一種可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐返闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐罚ㄓ糜诓杉‰娏餍盘?hào)的小電流信號(hào)采樣電路，其輸出端與一級(jí)精密運(yùn)算放大電路的輸入端相連，一級(jí)精密運(yùn)算放大電路的輸出端、增益控制電路的輸出端均與二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路的輸入端相連，二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路的輸出端與PC機(jī)相連。本實(shí)用新型可以靈活的改變放大倍數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在較大的電流采樣范圍內(nèi)共用，簡(jiǎn)化了檢測(cè)器的模擬量信號(hào)處理，具有較好的通用性和穩(wěn)定性。
【專利說明】—種可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及針對(duì)小電流信號(hào)的放大電路領(lǐng)域，尤其是一種可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐贰?br> 【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，對(duì)于測(cè)量儀表的精度以及穩(wěn)定性的要求也是越來越高，作為對(duì)于小電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換測(cè)量在在線檢測(cè)的測(cè)厚儀的使用顯得尤其重要，因?yàn)椋壳皺z測(cè)射線變化的手段主要是電離室和光電倍增管，二者產(chǎn)生的均為小電流信號(hào)，有效的檢測(cè)出并穩(wěn)定的放大成為測(cè)厚儀產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠靈活的改變放大倍數(shù)、實(shí)現(xiàn)在較大的電流采樣范圍內(nèi)共用的可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐贰?br> [0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:一種可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐?，包括用于采集小電流信?hào)的小電流信號(hào)采樣電路，其輸出端與一級(jí)精密運(yùn)算放大電路的輸入端相連，一級(jí)精密運(yùn)算放大電路的輸出端、增益控制電路的輸出端均與二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路的輸入端相連，二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路的輸出端與PC機(jī)相連。
[0005]所述小電 流信號(hào)采樣電路采用電流采樣電阻R18，所述一級(jí)精密運(yùn)算放大電路包括第一運(yùn)放，其正相輸入端接地，其反相輸入端分別與電容C3、電流米樣電阻R18的一端相連，電容C3的另一端接地，電流采樣電阻R18的另一端接小電流信號(hào)源，第一運(yùn)放分兩路輸出，一路與二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路的輸入端相連，另一路與跳線開關(guān)芯片W4相連。
[0006]所述二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路包括第二運(yùn)放，其正相輸入端與第一運(yùn)放的輸出端相連，其反相輸入端分別與電阻R12、增益控制電路相連，電阻R12的另一端接地，其輸出端分別與增益控制器電路、跳線開關(guān)芯片W4相連，跳線開關(guān)芯片W4通過電阻R13與PC機(jī)相連。
[0007]所述第一運(yùn)放采用AD549芯片，其第4引腳接-15V直流電且通過電容Cl接地，其第7引腳接+15V直流電且通過電容C4接地，其第8引腳接地，其第6引腳分別與第二運(yùn)放的正相輸入端、跳線開關(guān)芯片W4的第I引腳相連。
[0008]所述第二運(yùn)放采用0P07芯片，其第4引腳接-15V直流電且通過電容C5接地，其第7引腳接+15V直流電且通過電容C6接地，其第6引腳與跳線開關(guān)芯片W4的第3引腳相連，跳線開關(guān)芯片W4的第2引腳通過電阻R13與PC機(jī)相連。
[0009]所述增益控制電路采用AD7501芯片，其第1、4、16引腳懸空，其第5、6、7、8、9、10、
11、13 引腳分別與電阻町1、1?10、1?9、1?8、1?7、1?6、1?5、1?4 的一端相連，電阻 Rll、RIO、R9、R8、R7、R6、R5、R4的另一端與第二運(yùn)放的輸出端相連,其第12引腳分別與第二運(yùn)放的反相輸入端、電阻R12的一端相連，電阻R12的另一端接地，其第3、14引腳并聯(lián)后接+15V直流電，其第2引腳接地，其第15引腳接-15V直流電。[0010]由上述技術(shù)方案可知，對(duì)電離室在射線作用下電離出的帶電離子，在電場(chǎng)的作用下向兩極運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的微弱電流信號(hào)通過本實(shí)用新型的小電流信號(hào)采樣電路進(jìn)行拾取，然后對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行一級(jí)放大,為適應(yīng)大范圍的電壓信號(hào)，對(duì)一級(jí)放大輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行二級(jí)放大，同時(shí)，在二級(jí)放大過程中通過改變反饋電阻的阻值，實(shí)現(xiàn)增益的不同變化，經(jīng)過二級(jí)放大后的信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬量的信號(hào)處理。本實(shí)用新型可以靈活的改變放大倍數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在較大的電流采樣范圍內(nèi)共用，簡(jiǎn)化了檢測(cè)器的模擬量信號(hào)處理，具有較好的通用性和穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的電路框圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型中小電流信號(hào)采樣電路和一級(jí)精密運(yùn)算放大電路的電路原理圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型中二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路和增益控制電路的電路原理圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]一種可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐罚ㄓ糜诓杉‰娏餍盘?hào)的小電流信號(hào)采樣電路1，其輸出端與一級(jí)精密運(yùn)算放大電路2的輸入端相連，一級(jí)精密運(yùn)算放大電路2的輸出端、增益控制電路4的輸出端均與二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路3的輸入端相連，二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路3的輸出端與PC機(jī)相連，如圖1所示。
[0015]如圖2所示，所述小電流信號(hào)采樣電路I采用電流采樣電阻R18，電流采樣電阻R18為精密電阻；所述一級(jí)精密運(yùn)算放大電路2包括第一運(yùn)放，其正相輸入端接地，其反相輸入端分別與電容C3、電流采樣電阻R18的一端相連，電容C3的另一端接地，電流采樣電阻R18的另一端接小電流信號(hào)源，第一運(yùn)放分兩路輸出，一路與二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路3的輸入端相連，另一路與跳線開關(guān)芯片W4相連。所述第一運(yùn)放采用AD549芯片，其第4引腳接-15V直流電且通過電容Cl接地，其第7引腳接+15V直流電且通過電容C4接地，其第8引腳接地，其第6引腳分別與第二運(yùn)放的正相輸入端、跳線開關(guān)芯片W4的第I引腳相連。AD549芯片是具有極低輸入偏置電流的單片電路靜電計(jì)型運(yùn)算放大器，為達(dá)到高精度的目的，輸入偏置電壓和輸入偏置電壓漂移均通過激光調(diào)節(jié)。通過電流采樣電阻R18采樣的電流信號(hào)經(jīng)過AD549芯片的放大輸出腳6腳輸出，進(jìn)入0P07芯片的3腳，或直接輸出。
[0016]如圖3所示，所述二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路3包括第二運(yùn)放，其正相輸入端與第一運(yùn)放的輸出端相連，其反相輸入端分別與電阻R12、增益控制電路4相連，電阻R12的另一端接地，其輸出端分別與增益控制器電路、跳線開關(guān)芯片W4相連，跳線開關(guān)芯片W4通過電阻R13與PC機(jī)相連。所述第二運(yùn)放采用0P07芯片，其第4引腳接-15V直流電且通過電容C5接地，其第7引腳接+15V直流電且通過電容C6接地，其第6引腳與跳線開關(guān)芯片W4的第3引腳相連，跳線開關(guān)芯片W4的第2引腳通過電阻R13與PC機(jī)相連。0P07芯片芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路，0P07芯片同時(shí)具有輸入偏置電流低和開環(huán)增益高的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得0P07芯片特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號(hào)等方面。
[0017]如圖3所示，所述增益控制電路4采用AD7501芯片，其第1、4、16引腳懸空，其第5、6、7、8、9、10、11、13 引腳分別與電阻 Rll、RIO、R9、R8、R7、R6、R5、R4 的一端相連，電阻R11、R10、R9、R8、R7、R6、R5、R4的另一端與第二運(yùn)放的輸出端相連，其第12引腳分別與第二運(yùn)放的反相輸入端、電阻R12的一端相連，電阻R12的另一端接地，其第3、14引腳并聯(lián)后接+15V直流電，其第2引腳接地，其第15引腳接-15V直流電。AD7501芯片是3?8選擇的電子開關(guān)，在使能信號(hào)腳3腳接高電平時(shí)，通過4、1、16腳的A2、Al、AO的高低電平變化，分別選擇13、11、10、9、8、7、6、5腳對(duì)應(yīng)的I?8的輸入，共同的12腳輸出，當(dāng)在13、11、10、
9、8、7、6、5腳選擇不同的電阻，并將12腳的輸出接至0P07芯片的反饋輸入腳2腳時(shí)，則形成了 8個(gè)不同增益的電路，從而實(shí)現(xiàn)增益的可變控制。
[0018]綜上所述，電離室產(chǎn)生的小電流信號(hào)通過電流采樣電阻R18轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過AD549芯片進(jìn)行放大，放大的電壓信號(hào)分兩路輸出，一路進(jìn)入0P07芯片，另一路直接輸出，兩路信號(hào)通過跳線開關(guān)芯片W4進(jìn)行選擇直接輸出還是再放大輸出；進(jìn)入0P07芯片的信號(hào)再次進(jìn)行放大處理，放大的倍數(shù)由3?8多路復(fù)用電路——即AD7501芯片進(jìn)行控制，夕卜部進(jìn)行選擇，倍數(shù)由8路輸入的電阻設(shè)定，即電阻R4?R11。本實(shí)用新型可以靈活的改變放大倍數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在較大的電流采樣范圍內(nèi)共用，簡(jiǎn)化了檢測(cè)器的模擬量信號(hào)處理，具有較好的通用性和穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.一種可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐罚涮卣髟谟?包括用于采集小電流信號(hào)的小電流信號(hào)采樣電路(I )，其輸出端與一級(jí)精密運(yùn)算放大電路(2)的輸入端相連，一級(jí)精密運(yùn)算放大電路(2)的輸出端、增益控制電路(4)的輸出端均與二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路(3)的輸入端相連，二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路(3)的輸出端與PC機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐?，其特征在?所述小電流信號(hào)采樣電路(I)采用電流采樣電阻R18，所述一級(jí)精密運(yùn)算放大電路(2)包括第一運(yùn)放，其正相輸入端接地，其反相輸入端分別與電容C3、電流采樣電阻R18的一端相連，電容C3的另一端接地，電流采樣電阻R18的另一端接小電流信號(hào)源，第一運(yùn)放分兩路輸出，一路與二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路(3)的輸入端相連，另一路與跳線開關(guān)芯片W4相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐?，其特征在?所述二級(jí)可變?cè)鲆孢\(yùn)算放大電路(3)包括第二運(yùn)放，其正相輸入端與第一運(yùn)放的輸出端相連，其反相輸入端分別與電阻R12、增益控制電路(4)相連，電阻R12的另一端接地，其輸出端分別與增益控制器電路、跳線開關(guān)芯片W4相連，跳線開關(guān)芯片W4通過電阻R13與PC機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐罚涮卣髟谟?所述第一運(yùn)放采用AD549芯片，其第4引腳接-15V直流電且通過電容Cl接地，其第7引腳接+15V直流電且通過電容C4接地，其第8引腳接地，其第6引腳分別與第二運(yùn)放的正相輸入端、跳線開關(guān)芯片W4的第I引腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐罚涮卣髟谟?所述第二運(yùn)放采用0P07芯片，其第4引腳接-15V直流電且通過電容C5接地，其第7引腳接+15V直流電且通過電容C6接地，其第6引腳與跳線開關(guān)芯片W4的第3引腳相連，跳線開關(guān)芯片W4的第2引腳通過電阻Rl3與PC機(jī)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變?cè)鲆嫘‰娏魇叭》糯箅娐?，其特征在?所述增益控制電路(4)采用AD7501芯片，其第1、4、16引腳懸空，其第5、6、7、8、9、10、11、13引腳分別與電阻 R11、R10、R9、R8、R7、R6、R5、R4 的一端相連，電阻 Rll、RIO、R9、R8、R7、R6、R5、R4 的另一端與第二運(yùn)放的輸出端相連，其第12引腳分別與第二運(yùn)放的反相輸入端、電阻R12的一端相連，電阻R12的另一端接地，其第3、14引腳并聯(lián)后接+15V直流電，其第2引腳接地，其第15引腳接-15V直流電。
【文檔編號(hào)】H03G3/20GK203554391SQ201320754320
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】朱衛(wèi)民, 李蔚森 申請(qǐng)人:馬鞍山恒瑞測(cè)量設(shè)備有限公司