增加運(yùn)放輸入電壓采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種增加運(yùn)放輸入電壓采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置，包括電壓輸入端、運(yùn)算放大器、MCU，所述的裝置還包括加法器和輔助電壓輸入端，所述的加法器輸入端分別與電壓輸入端、輔助電壓輸入端連接，所述的加法器的輸出端與運(yùn)算放大器的正極輸入端連接，所述的運(yùn)算放大器的輸出端與MCU的AD端連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有信號采集范圍廣、信號采集更加準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
増加運(yùn)放輸入電壓采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及單電源供電的信號采集電路，尤其是涉及一種增加運(yùn)放輸入電壓 采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在單電源供電的信號采集電路中，如圖I ,Input Signal是從OV開始單向增大，當(dāng) Input Signal為電壓信號時(shí)Va點(diǎn)的電壓等于Input Signal電壓，當(dāng)Input Signal為電流信 號時(shí)Va點(diǎn)的電壓等于Input Singnal電流^RSc3Va電壓經(jīng)由運(yùn)算放大器放大后理想的輸出電 壓
，但由于運(yùn)算放大器失調(diào)電壓Vos的存在，且Vos有正有負(fù)，當(dāng)Vos為正時(shí)實(shí) 際輸出電壓
：，當(dāng)Vos為負(fù)時(shí)實(shí)際輸出電壓
如圖2描述，Vos曲線表不Vos為0時(shí)輸入輸出電壓的曲線，Vos H曲線表不運(yùn)放失調(diào)電壓最大 時(shí)輸入輸出電壓的曲線，Vos L曲線表不運(yùn)放失調(diào)電壓最小時(shí)輸入輸出電壓的曲線，由于單 電源供電電壓是從OV開始，因此當(dāng)Va小于等于Vos時(shí)MCU的A/D端采集到Vo點(diǎn)的電壓一直為 0。即此電路的缺點(diǎn)是當(dāng)Va小于等于Vos時(shí)MCU的A/D無法檢測出Va點(diǎn)的電壓。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種增加運(yùn)放 輸入電壓采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置。
[0004] 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種增加運(yùn)放輸入電壓采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置，包括電壓輸入端、運(yùn)算放 大器、M⑶，其特征在于，所述的裝置還包括加法器和輔助電壓輸入端，所述的加法器輸入端 分別與電壓輸入端、輔助電壓輸入端連接，所述的加法器的輸出端與運(yùn)算放大器的正極輸 入端連接，所述的運(yùn)算放大器的輸出端與MCU連接。
[0006] 優(yōu)選地，所述的輔助電壓輸入端為輸入電壓大于等于運(yùn)算放大器負(fù)向失調(diào)電壓的 電壓輸入端。
[0007] 優(yōu)選地，所述的裝置還包括電阻RS，該電阻RS-端與電壓輸入端連接，另一端接 地。
[0008] 優(yōu)選地，所述的裝置還包括電阻R2,該電阻R2-端與運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端連接， 另一端接地。
[0009] 優(yōu)選地，所述的裝置還包括電阻Rl，該電阻Rl-端接在運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端與 電阻R2之間，另一端與運(yùn)算放大器輸出端連接。
[0010]優(yōu)選地，所述的運(yùn)算放大器的輸出端與MCU的AD端連接。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0012] 1)信號采集范圍廣，可以采集到輸入信號小于運(yùn)算放大器負(fù)向失調(diào)電壓的放大信 號。
[0013] 2)信號采集更加準(zhǔn)確，可以通過MCU的A/D采集輸入信號為OV時(shí)的運(yùn)算放大器放大 后的輸出電壓和采集輸入信號大于OV時(shí)的運(yùn)算放大器放大后的輸出電壓，利用MCU計(jì)算出 實(shí)際的輸入信號經(jīng)由運(yùn)算放大器放大后的電壓，使MCU能采集到準(zhǔn)確的輸入信號值。
[0014] 3)此裝置可以修正因運(yùn)算放大器工作時(shí)間長，老化后失調(diào)電壓飄移帶來的運(yùn)算放 大器的輸出電壓飄移的問題。
[0015] 4)由于此裝置可以修正運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓，對運(yùn)算放大器的精度要求不高， 可以選擇成本低的運(yùn)算放大器，來降低成本。
【附圖說明】
[0016] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)方案電路圖。
[0017] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)方案輸入輸出電壓關(guān)系的曲線圖。
[0018] 圖3為本實(shí)用新型技術(shù)方案電路圖。
[0019] 圖4為本實(shí)用新型技術(shù)方案輸入輸出電壓關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施 例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所 獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021] -種增加運(yùn)放輸入電壓采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置，包括電壓輸入端、運(yùn)算放 大器、M CU、加法器和輔助電壓輸入端，所述的加法器輸入端分別與電壓輸入端、輔助電壓輸 入端連接，所述的加法器的輸出端與運(yùn)算放大器的正極輸入端連接，所述的運(yùn)算放大器的 輸出端與MCU的AD端連接。
[0022] 對于現(xiàn)有電路中當(dāng)電壓輸入端Va的電壓小于、運(yùn)算放大器正極電壓Vos時(shí)MCU的A/ D無法檢測出Va電壓的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用在輸入信號電壓后增加一個加法器使輔助電 壓輸入端Vr點(diǎn)的電壓與Va點(diǎn)的電壓疊加為Vb點(diǎn)的電壓，如圖S 13Vr點(diǎn)的電壓須設(shè)置為大于等 于運(yùn)算放大器的負(fù)向失調(diào)電壓，使運(yùn)算放大器的最小失調(diào)電壓值與Vos為0時(shí)的輸入輸出電 壓曲線一致，如圖4，使得輸入輸出電壓的曲線整體向正方向偏移。
[0023] 此時(shí)經(jīng)由運(yùn)算放大器放大后理想的輸出電壓
即Vo =
[0024] 當(dāng)運(yùn)算放大器失調(diào)電壓Vos為正時(shí)實(shí)際輸出電壓
'即
當(dāng)運(yùn)算放大器失調(diào)電壓Vos為負(fù)時(shí)實(shí)際輸出電壓
由于Vr電壓大于等于運(yùn) 算放大器負(fù)向失調(diào)電壓即Vr> I-Vos I，固MCU A/D采集到的Vo電壓大于0V，此時(shí)MCU A/D采集 到的為Va+Vr+Vos疊加放大后的電壓。為了使MCU A/D采集到Va點(diǎn)放大后的實(shí)際電壓，需要 在V a等于0 V時(shí)，采集V 〇點(diǎn)的電壓，此時(shí)運(yùn)算放大器實(shí)際輸出電壓
，當(dāng)Va大于OV時(shí)MCU A/D采集Va點(diǎn) 放大后的實(shí)際電壓
，通 過此公式MCU可以計(jì)算出Va點(diǎn)放大后的實(shí)際電壓。
[0025]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限 于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種 等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種增加運(yùn)放輸入電壓采集補(bǔ)償運(yùn)放失調(diào)電壓的裝置，包括電壓輸入端、運(yùn)算放大 器、M⑶，其特征在于，所述的裝置還包括加法器和輔助電壓輸入端，所述的加法器輸入端分 別與電壓輸入端、輔助電壓輸入端連接，所述的加法器的輸出端與運(yùn)算放大器的正極輸入 端連接，所述的運(yùn)算放大器的輸出端與MCU連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的輔助電壓輸入端為輸入電壓大于等 于運(yùn)算放大器負(fù)向失調(diào)電壓的電壓輸入端。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括電阻RS，該電阻RS-端與電壓輸入 端連接，另一端接地。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括電阻R2,該電阻R2-端與運(yùn)算放大 器負(fù)極輸入端連接，另一端接地。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括電阻Rl，該電阻Rl -端接在運(yùn)算放 大器負(fù)極輸入端與電阻R2之間，另一端與運(yùn)算放大器輸出端連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的運(yùn)算放大器的輸出端與MCU的AD端 連接。
【文檔編號】H03F1/30GK205490430SQ201620151076
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】張正剛, 楊志民
【申請人】上海鳴志自動控制設(shè)備有限公司