一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及信號(hào)處理電路領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在局部放電高頻脈沖電流檢測(cè)系統(tǒng)中，由前端傳感器采集到的高頻脈沖信號(hào)是比較微弱的，需要經(jīng)過(guò)放大電路處理，將傳感器輸出信號(hào)調(diào)節(jié)到A/D轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的要求范圍內(nèi)，才能更好的進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及分析。現(xiàn)有的高頻脈沖放大電路一般都為一級(jí)放大電路或二級(jí)放大電路，在信號(hào)增益要求較高時(shí)，噪聲也較大，信號(hào)的失真度較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種高增益、低噪聲的用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，可有效減少信號(hào)的失真，得到更真實(shí)的局部放電信號(hào)信息。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，包括第一級(jí)放大電路、第二級(jí)放大電路和第三級(jí)放大電路，第一級(jí)放大電路為固定增益放大電路，其輸入端為信號(hào)輸入端，其輸出端連接第二級(jí)放大電路的輸入端，第二級(jí)放大電路為程控放大電路，其輸出端連接第三級(jí)放大電路的輸入端，第三級(jí)放大電路為可變?cè)鲆娣糯箅娐罚漭敵龆藶樾盘?hào)輸出端。
[0006]上述固定增益放大電路的放大倍數(shù)為50倍，采用的運(yùn)放為高精度單片儀器運(yùn)放AD620。
[0007]上述程控放大電路主要由高精度單片儀器運(yùn)放AD826和10位D/A轉(zhuǎn)換器AD7520組成。
[0008]上述可變?cè)鲆娣糯箅娐分饕筛呔葐纹瑑x器運(yùn)放AD826和一個(gè)精密可調(diào)電位器組成。
[0009]采用上述方案后，本實(shí)用新型一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，采用三級(jí)放大設(shè)計(jì)，三級(jí)放大電路分別為固定增益放大電路、程控放大電路和可變?cè)鲆娣糯箅娐?，可減少信號(hào)的失真，得到更真實(shí)的局部放電信號(hào)信息。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型中第一級(jí)放大電路的電路原理圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型中第二級(jí)放大電路的電路原理圖。
[0012]圖3為本實(shí)用新型中第三級(jí)放大電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本實(shí)用新型的一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，包括第一級(jí)放大電路、第二級(jí)放大電路和第三級(jí)放大電路，第一級(jí)放大電路為固定增益放大電路，其輸入端為信號(hào)輸入端，其輸出端連接第二級(jí)放大電路的輸入端，第二級(jí)放大電路為程控放大電路，其輸出端連接第三級(jí)放大電路的輸入端，第三級(jí)放大電路為可變?cè)鲆娣糯箅娐?，其輸出端為信?hào)輸出端。
[0014]固定增益放大電路的放大倍數(shù)為50倍，如圖1所示，第一級(jí)放大電路(固定增益放大電路)包括運(yùn)放U1、電阻R1、電阻R2、電阻Rg、電容Cl和電容C2。
[0015]運(yùn)放Ul采用AD (Analog Device)公司的高精度單片儀器運(yùn)放AD620，該運(yùn)放是由三個(gè)精密運(yùn)放集成的差分專用儀器運(yùn)放，具有很好的直流和交流特性，還有低功耗、高輸入阻抗、低輸入失調(diào)電壓、高共模抑制比等優(yōu)點(diǎn)。
[0016]電阻Rl和電阻R2分別連接于運(yùn)放Ul的同相輸入端和反相輸入端。電阻Rg跨接在運(yùn)放Ul的引腳1、8之間。電容Cl連接于運(yùn)放Ul的引腳7與地之間。電容C2連接于運(yùn)放Ul的引腳4與地之間。
[0017]本實(shí)施例中，Cl=0.1 μ F，C2=0.1 μ F，Rl=Ik Ω，R2=lk Ω。
[0018]放大倍數(shù)G公式:
[0019]G=49.4X 103/Rg+1式 I
[0020]Rg為跨接在運(yùn)放Ul引腳1、8間的電阻，放大倍數(shù)G為50，代入式1，可得Rg約等于 Ik Ω 0
[0021]如圖2所示，第二級(jí)放大電路(程控放大電路)包括運(yùn)放U2、電阻R3、電阻R4、電容C3、電容C4和D/A轉(zhuǎn)換器U21。
[0022]運(yùn)放U2采用高精度單片儀器運(yùn)放AD826，具有50MHz的增益帶寬積和較高輸出驅(qū)動(dòng)能力，對(duì)于普通信號(hào)的放大完全可以滿足。
[0023]D/A轉(zhuǎn)換器U21采用10位D/A轉(zhuǎn)換器AD7520，AD7520內(nèi)部集成了 10個(gè)模擬開關(guān)控制電阻網(wǎng)絡(luò)，這10個(gè)模擬開關(guān)是可編程控制的，可控制輸出電阻。
[0024]電阻R3和電阻R4分別連接于運(yùn)放U2的反相輸入端和同相輸入端。電容C3連接于運(yùn)放U2的引腳8與地之間。電容C4連接于運(yùn)放U2的引腳7與地之間。D/A轉(zhuǎn)換器U21的電流輸出端連接至運(yùn)放U2的輸出端，D/A轉(zhuǎn)換器U21的參考電壓端連接至運(yùn)放U2的同相輸入端。
[0025]本實(shí)施例中，C3=l.0 μ F，C4=l.0 μ F，R3=10k Ω，R4=10k Ω。
[0026]放大倍數(shù)Α2公式:
[0027]A2=l+Ri/R4式 2
[0028]該第二級(jí)放大電路為一個(gè)同相輸入放大電路器，根據(jù)式2可計(jì)算出該級(jí)放大倍數(shù)A2。式2中，R4為10kQ，Ri為跨接在運(yùn)放U2引腳1、2間的電阻，其阻值由D/A轉(zhuǎn)換器U21模擬開關(guān)控制電阻網(wǎng)絡(luò)的邏輯狀態(tài)決定，局部放電高頻脈沖電流檢測(cè)系統(tǒng)的CPU通過(guò)SPI總線向D/A轉(zhuǎn)換器U21發(fā)送數(shù)字控制信號(hào)控制模擬開關(guān)的邏輯狀態(tài)可以控制Ri電阻值，從而可以對(duì)第二級(jí)放大電路的增益A2進(jìn)行控制。
[0029]第二級(jí)放大電路(程控放大電路)雖然可調(diào)，但在實(shí)際調(diào)試中發(fā)現(xiàn)在輸入信號(hào)的頻率較高時(shí)，放大電路的實(shí)際放大倍數(shù)和理論放大倍數(shù)之間有一定的偏差，主要是因?yàn)檫\(yùn)放的增益帶寬積有限。因此，本實(shí)用新型引入了第三級(jí)放大電路(可變?cè)鲆娣糯箅娐?。
[0030]如圖3所示，第三級(jí)放大電路(可變?cè)鲆娣糯箅娐?包括運(yùn)放U3、電阻R5、電阻R6、電容C5、電容C6和精密可調(diào)電位器Ra。
[0031]運(yùn)放U3采用高精度單片儀器運(yùn)放AD826，具有50MHz的增益帶寬積和較高輸出驅(qū)動(dòng)能力，對(duì)于普通信號(hào)的放大完全可以滿足。
[0032]電阻R5和電阻R6分別連接于運(yùn)放U3的反相輸入端和同相輸入端。電容C5連接于運(yùn)放U3的引腳8與地之間。電容C6連接于運(yùn)放U3的引腳7與地之間。精密可調(diào)電位器Ra的一端連接于運(yùn)放U3的同相輸入端，另一端為可調(diào)節(jié)端，連接于運(yùn)放U3的輸出端，通過(guò)精密可調(diào)電位器Ra可對(duì)第三級(jí)放大增益進(jìn)行微調(diào)，可以減少誤差。
[0033]本實(shí)施例中，C5=l.0 μ F，C6=l.0 μ F，R5=10k Ω，R6=10k Ω。
[0034]根據(jù)信號(hào)處理的需要，精密可調(diào)電位器的電阻調(diào)節(jié)范圍Ra設(shè)計(jì)為O?200k Ω。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，其特征在于:包括第一級(jí)放大電路、第二級(jí)放大電路和第三級(jí)放大電路，第一級(jí)放大電路為固定增益放大電路，其輸入端為信號(hào)輸入端，其輸出端連接第二級(jí)放大電路的輸入端，第二級(jí)放大電路為程控放大電路，其輸出端連接第三級(jí)放大電路的輸入端，第三級(jí)放大電路為可變?cè)鲆娣糯箅娐?，其輸出端為信?hào)輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，其特征在于:上述固定增益放大電路的放大倍數(shù)為50倍，采用的運(yùn)放為高精度單片儀器運(yùn)放AD620。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，其特征在于:上述程控放大電路主要由高精度單片儀器運(yùn)放AD826和10位D/A轉(zhuǎn)換器AD7520組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，其特征在于:上述可變?cè)鲆娣糯箅娐分饕筛呔葐纹瑑x器運(yùn)放AD826和一個(gè)精密可調(diào)電位器組成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于處理高頻脈沖信號(hào)的放大電路，其包括第一級(jí)放大電路、第二級(jí)放大電路和第三級(jí)放大電路，第一級(jí)放大電路為固定增益放大電路，其輸入端為信號(hào)輸入端，其輸出端連接第二級(jí)放大電路的輸入端，第二級(jí)放大電路為程控放大電路，其輸出端連接第三級(jí)放大電路的輸入端，第三級(jí)放大電路為可變?cè)鲆娣糯箅娐?，其輸出端為信?hào)輸出端。本實(shí)用新型采用三級(jí)放大設(shè)計(jì)，三級(jí)放大電路分別為固定增益放大電路、程控放大電路和可變?cè)鲆娣糯箅娐?，可減少信號(hào)的失真，得到更真實(shí)的局部放電信號(hào)信息。
【IPC分類】H03F1/32
【公開號(hào)】CN204859118
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520496322
【發(fā)明人】郭金明, 黃鋒, 唐捷
【申請(qǐng)人】廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日