模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路及其跟隨轉(zhuǎn)換方法
【專利摘要】模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路及其跟隨轉(zhuǎn)換方法，它涉及模擬電壓跟隨轉(zhuǎn)換電路及其跟隨轉(zhuǎn)換方法。它為解決現(xiàn)有復(fù)雜、高精度模擬量電壓采集電路的使用范圍小，電路復(fù)雜、器件選型要求高的缺點(diǎn)。它由運(yùn)算放大器、第一至第五電阻、第一至第五電容組成；第一電容的一端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸入端；運(yùn)算放大器的輸出端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸出端。轉(zhuǎn)換方法：一：初次濾波；二：模擬電壓信號(hào)分為三路；三：模擬電壓信號(hào)放大后送入負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)；四：負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)限制模擬電壓信號(hào)的輸出；五：再次濾波得到模擬電壓信號(hào)。它具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電氣元件選型簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，可滿足日常應(yīng)用場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路及其跟隨轉(zhuǎn)換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模擬電壓跟隨轉(zhuǎn)換電路及其跟隨轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有大多數(shù)模擬量電壓采集范圍廣，要求精度較高，但是適用于采集范圍廣、要求精度高的電路均較為復(fù)雜，器件選型要求也比較高。這些復(fù)雜、高精度的電路很難滿足多數(shù)的場(chǎng)合應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有復(fù)雜、高精度模擬量電壓采集電路的使用范圍小，電路復(fù)雜、器件選型要求高的缺點(diǎn)，而提出的模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路及其跟隨轉(zhuǎn)換方法。
[0004]模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路，它設(shè)置在待采集模擬電壓輸出端與模擬量電壓采集電路之間，它由運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容和第五電容組成；第一電容的一端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸入端；第一電容的一端與第三電阻的一端相連，第一電容的另一端與電源地相連；第三電阻的另一端同時(shí)與第一電阻的一端、第四電阻的一端和第二電容的一端相連；第四電阻的另一端與電源地相連；第一電阻的另一端同時(shí)與第三電容的一端、運(yùn)算放大器的正向輸入端相連；第三電容的另一端與電源地相連；第二電阻的一端與電源地相連；第二電阻的另一端同時(shí)與第五電阻的一端、第四電容的一端和運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端相連；運(yùn)算放大器的輸出端同時(shí)與第二電容的另一端、第四電容的另一端、第五電阻的另一端、第五電容的一端相連；第五電容的另一端與電源地相連；運(yùn)算放大器的輸出端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸出端。
[0005]基于上述的模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的跟隨轉(zhuǎn)換方法，它由如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0006]步驟一:第一電容的一端用于米集待米集模擬電壓輸出端的模擬電壓信號(hào)，同時(shí)對(duì)采集到的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行初次濾波后得到模擬電壓信號(hào)并發(fā)送給第三電阻；
[0007]步驟二:第三電阻將接收到的模擬電壓信號(hào)分為三路，第一路對(duì)地連接第四電阻；第二路信號(hào)串聯(lián)接入第一電阻，在第一電阻的輸出端對(duì)地接濾波第三電容，得到純凈的模擬電壓信號(hào)送入運(yùn)算放大器的正向輸入端；第三路信號(hào)經(jīng)過(guò)第二電容連接至運(yùn)算放大器的輸出端；
[0008]步驟三:運(yùn)算放大器將接收到的模擬電壓信號(hào)放大后從運(yùn)算放大器的輸出引腳輸出，放大后的模擬電壓信號(hào)被送入由第五電阻、第二電阻和第四電容組成的運(yùn)算放大器的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)；
[0009]步驟四:所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的電路連接方式是將輸出的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第五電阻和第二電阻進(jìn)行分壓，并且第四電容作為旁路電容與第五電阻并聯(lián)；將分壓后的模擬信號(hào)送入運(yùn)算放大器的反向輸入端，用于調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器的增益從而限制模擬電壓信號(hào)的輸出，使該電路形成具有閉環(huán)增益且穩(wěn)定的電壓轉(zhuǎn)換電路；[0010]步驟五:運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波第五電容濾波后得到純凈且穩(wěn)定的模擬電壓信號(hào)送入模擬量電壓采集電路的模擬量輸入接口。
[0011]本發(fā)明具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電氣元件選型簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)在待采集模擬電壓輸出端設(shè)置模擬電壓信號(hào)模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路，可完成采集范圍寬的迷你電壓信號(hào)，同時(shí)提高采集速率。本發(fā)明提供一種低成本，滿足日常應(yīng)用場(chǎng)合的模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本申請(qǐng)所述模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所屬模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路，它設(shè)置在待采集模擬電壓輸出端與模擬量電壓采集電路之間，它由運(yùn)算放大器D、第一電阻R505、第二電阻R508、第三電阻R512、第四電阻R515、第五電阻R523、第一電容C505、第二電容C506、第三電容C507、第四電容C515和第五電容C516組成；第一電容C505的一端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸入端；第一電容C505的一端與第三電阻R512的一端相連,第一電容C505的另一端與電源地相連；第三電阻R512的另一端同時(shí)與第一電阻R505的一端、第四電阻R515的一端和第二電容C506的一端相連；第四電阻R515的另一端與電源地相連；第一電阻R505的另一端同時(shí)與第三電容C507的一端、運(yùn)算放大器D的正向輸入端相連；第三電容C507的另一端與電源地相連；第二電阻R508的一端與電源地相連；第二電阻R508的另一端同時(shí)與第五電阻R523的一端、第四電容C515的一端和運(yùn)算放大器D的負(fù)向輸入端相連；運(yùn)算放大器D的輸出端同時(shí)與第二電容C506的另一端、第四電容C515的另一端、第五電阻R523的另一端、第五電容C516的一端相連；第五電容C516的另一端與電源地相連；運(yùn)算放大器D的輸出端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸出端。
[0014]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)時(shí)方式所述的運(yùn)算放大器D采用型號(hào)為L(zhǎng)M29020DR2G的運(yùn)算放大器。
[0015]【具體實(shí)施方式】三:基于【具體實(shí)施方式】一所述的模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的跟隨轉(zhuǎn)換方法，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0016]步驟一:第一電容C505的一端用于米集待米集模擬電壓輸出端的模擬電壓信號(hào)，同時(shí)對(duì)采集到的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行初次濾波后得到模擬電壓信號(hào)并發(fā)送給第三電阻R512 ；
[0017]步驟二:第三電阻R512將接收到的模擬電壓信號(hào)分為三路，第一路對(duì)地連接第四電阻R515 ;第二路信號(hào)串聯(lián)接入第一電阻R505，在第一電阻R505的輸出端對(duì)地接濾波第三電容C507，得到純凈的模擬電壓信號(hào)送入運(yùn)算放大器D的正向輸入端；第三路信號(hào)經(jīng)過(guò)第二電容C506連接至運(yùn)算放大器D的輸出端；
[0018]步驟三:運(yùn)算放大器D將接收到的模擬電壓信號(hào)放大后從運(yùn)算放大器D的輸出引腳輸出，放大后的模擬電壓信號(hào)被送入由第五電阻R523、第二電阻R508和第四電容C515組成的運(yùn)算放大器D的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)；[0019]步驟四:所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的電路連接方式是將輸出的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第五電阻R523和第二電阻R508進(jìn)行分壓，并且第四電容C515作為旁路電容與第五電阻R523并聯(lián)；將分壓后的模擬信號(hào)送入運(yùn)算放大器D的反向輸入端，用于調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器D的增益從而限制模擬電壓信號(hào)的輸出，使該電路形成具有閉環(huán)增益且穩(wěn)定的電壓轉(zhuǎn)換電路；
[0020]步驟五:運(yùn)算放大器D的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波第五電容C516濾波后得到純凈且穩(wěn)定的模擬電壓信號(hào)送入模擬量電壓采集電路的模擬量輸入接口。
[0021]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明所提交的權(quán)利要求書(shū)確定的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路，其特征在于它設(shè)置在待采集模擬電壓輸出端與模擬量電壓采集電路之間，它由運(yùn)算放大器(D)、第一電阻(R505)、第二電阻(R508)、第三電阻(R512)、第四電阻(R515)、第五電阻(R523)、第一電容(C505)、第二電容(C506)、第三電容(C507)、第四電容(C515)和第五電容(C516)組成；第一電容(C505)的一端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸入端；第一電容(C505)的一端與第三電阻(R512)的一端相連，第一電容(C505)的另一端與電源地相連；第三電阻(R512)的另一端同時(shí)與第一電阻(R505)的一端、第四電阻(R515)的一端和第二電容(C506)的一端相連；第四電阻(R515)的另一端與電源地相連；第一電阻(R505)的另一端同時(shí)與第三電容(C507)的一端、運(yùn)算放大器(D)的正向輸入端相連；第三電容(C507)的另一端與電源地相連；第二電阻(R508)的一端與電源地相連；第二電阻(R508)的另一端同時(shí)與第五電阻(R523)的一端、第四電容(C515)的一端和運(yùn)算放大器(D)的負(fù)向輸入端相連；運(yùn)算放大器(D)的輸出端同時(shí)與第二電容(C506)的另一端、第四電容(C515)的另一端、第五電阻(R523)的另一端、第五電容(C516)的一端相連；第五電容(C516)的另一端與電源地相連；運(yùn)算放大器(D)的輸出端即為模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的模擬電壓信號(hào)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路，其特征在于運(yùn)算放大器(D)采用型號(hào)為L(zhǎng)M29020DR2G的運(yùn)算放大器。
3.基于權(quán)利要求1所述的模擬電壓高速跟隨轉(zhuǎn)換電路的跟隨轉(zhuǎn)換方法，其特征在于它由如下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一:第一電容(C505)的一端用于米集待米集模擬電壓輸出端的模擬電壓信號(hào)，同時(shí)對(duì)采集到的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行初次濾波后得到模擬電壓信號(hào)并發(fā)送給第三電阻(R512)； 步驟二:第三電阻(R512)將接收到的模擬電壓信號(hào)分為三路，第一路對(duì)地連接第四電阻(R515);第二路信號(hào)串聯(lián)接入第一電阻(R505)，在第一電阻(R505)的輸出端對(duì)地接濾波第三電容(C507)，得到純凈的模擬電壓信號(hào)送入運(yùn)算放大器(D)的正向輸入端；第三路信號(hào)經(jīng)過(guò)第二電容(C506)連接至運(yùn)算放大器(D)的輸出端； 步驟三:運(yùn)算放大器(D)將接收到的模擬電壓信號(hào)放大后從運(yùn)算放大器(D)的輸出引腳輸出，放大后的模擬電壓信號(hào)被送入由第五電阻(R523)、第二電阻(R508)和第四電容(C515)組成的運(yùn)算放大器(D)的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)； 步驟四:所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的電路連接方式是將輸出的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)第五電阻(R523)和第二電阻(R508)進(jìn)行分壓，并且第四電容(C515)作為旁路電容與第五電阻(R523)并聯(lián)；將分壓后的模擬信號(hào)送入運(yùn)算放大器(D)的反向輸入端，用于調(diào)節(jié)運(yùn)算放大器(D)的增益從而限制模擬電壓信號(hào)的輸出，使該電路形成具有閉環(huán)增益且穩(wěn)定的電壓轉(zhuǎn)換電路； 步驟五:運(yùn)算放大器(D)的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波第五電容(C516)濾波后得到純凈且穩(wěn)定的模擬電壓信號(hào)送入模擬量電壓采集電路的模擬量輸入接口。
【文檔編號(hào)】H03M1/12GK103840779SQ201410106859
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】高磊, 于洋, 王勝勁, 劉振新, 李光宇 申請(qǐng)人:航天科技控股集團(tuán)股份有限公司