[发明专利]单电源发散放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域，尤其涉及一种单电源发散放大电路。

背景技术

信号发散放大是指将输入信号以特定电压为基准，按照设定的放大倍数进行放大。在现有技术中，信号发散放大的实现主要采用如下几种方式：

方式一：通过差动放大电路使输入信号减去特定电压并按照设定的放大倍数进行放大输出。该方式虽然能实现输入信号的发散放大，但必须使用DC-DC电源模块产生正负电源或调整软件，代价较高。

方式二：将输入信号放大若干倍到设定的AD数模转换器输入电压范围再进行输出。该方式将输入信号的范围加大，虽然能提高采集精度，但发散放大效果不明显，而且改变了对输入信号进行采样的传感器的零位电压，必须调整系统软件，代价较高。

方式三：提高A/D模数转换器的转换精度，增加采集分辨力，同时提高基准电源的精度。该方式通过将A/D模数转换器的转换精度提高，可实现系统将输入信号发散放大的要求，但是必须配置高精度的基准电源才能达到效果，改动量过大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种发散放大的倍数可通过电阻的匹配灵活调整，而且电路结构简单，设计和生产成本低的单电源发散放大电路。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明的单电源发散放大电路，包括：匹配电阻R1～R12、运算放大器U1、U2。其中：输入电压Vin通过电阻R1与运算放大器U2B的同相输入端连接，运算放大器U2B的同相输入端通过电阻R2接地，运算放大器U2B的反相输入端与运算放大器U2B的输出端连接。运算放大器U2B的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U2B的负极供电端接地。

+10V基准电压通过电阻R3与运算放大器U1A的同相输入端连接，运算放大器U1A的同相输入端通过电阻R4接地，运算放大器U1A的反相输入端与运算放大器U1A的输出端连接。运算放大器U1A的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U1A的负极供电端接地。

+10V基准电压通过电阻R5与运算放大器U2C的同相输入端连接，运算放大器U2C的同相输入端通过电阻R6接地，运算放大器U2C的反相输入端与运算放大器U2C的输出端连接。运算放大器U2C的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U2C的负极供电端接地。

运算放大器U2B的输出端通过电阻R7与运算放大器U2A的同相输入端连接，运算放大器U1A的输出端通过电阻R8与运算放大器U2A的同相输入端连接，运算放大器U2A的反相输入端与运算放大器U2A的输出端连接。运算放大器U2A的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U2A的负极供电端接地。

运算放大器U2A的输出端通过电阻R9与运算放大器U2D的同相输入端连接，运算放大器U2C的输出端通过电阻R11与运算放大器U2D的反相输入端连接，运算放大器U2D的反相输入端通过电阻R12与运算放大器U2D的输出端连接，运算放大器U2D的同相输入端通过电阻R10接地，运算放大器U2D的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U2D的负极供电端接地。

本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：采用单电源，实现了将输入信号以特定电压为基准进行电压发散放大的要求。克服了现有技术中需要提供正负电源，提高A/D模数转换器精度，提高基准电压精度、需要调整软件等缺陷。而且，实现该电路的器件由通用运算放大器和电阻组成，电路中运算放大器对元件电气参数的要求较低，而且电阻选用1％精度即可，器件选型容易，设计成本不高。同时，只需要一次性调整相关电阻阻值参数，即可实现输入信号按照特定的发散放大倍数以特定电压为基准进行电压发散放大的需求，而且发散放大的倍数可通过电阻匹配进行灵活调整，电路结构简单，设计和生产成本低。克服了对硬件要求提高，需要调整软件，调试困难，设计和生产成本高的问题。另外，在不提高对A/D模数转换器精度和基准电压的精度，并且不需要调整软件的前提下，在电路中使用低温漂、高精度的电阻，即可以得到更高的电压发散放大输出精度。

附图说明

附图为本发明的电路原理框图

图中标记：

U1A为运算放大器，U2A为运算放大器，U2B为运算放大器，

U2C为运算放大器，U2D为运算放大器；

R1为电阻，R2为电阻，R 3为电阻，R4为电阻，R5为电阻，

R6为电阻，R7为电阻，R8为电阻，R9为电阻，R10为电阻，