[发明专利]一种非线性调节器及其死区电路

说明书

本发明公开了一种非线性调节器及其死区电路，包括：第一差分放大电路，用于输出第一线性放大信号；第二差分放大电路，用于输出第二线性放大信号；第一电压比较器，同相输入端用于输入第二直流电压，反相输入端用于输入电压输入信号；第二电压比较器，同相输入端用于输入第一直流电压，反相输入端用于输入电压输入信号；四选一开关，第一输入端与第一差分放大电路的输出端连接，第二输入端和第三输入端接地，第四输入端与第二差分放大电路的输出端连接，第一选通受控端与第一电压比较器的输出端连接，第二选通受控端与第二电压比较器的输出端连接。本发明的非线性调节器及其死区电路具有较快的响应速度，并且能够获得准确而稳定的死区。

技术领域

本发明涉及自动化过程控制技术领域，尤其涉及一种非线性调节器及其死区电路。

背景技术

死区电路是一个带有死区的非线性放大电路，其特点是当输入信号位于设定范围时，死区电路的输出信号始终为0；当输入信号超出该设定范围时，死区电路的输出信号才跟随输入信号变化；其中，输出信号始终为0所对应的输入信号的范围称为该死区电路的死区。

在模拟计算电路及过程控制系统中，死区电路已被广泛应用于非线性调节器中，在非线性调节器中起到至关重要的作用。传统的死区电路主要采用运算放大器、二极管和电阻网络构成，通过选择二极管的导通或截止来实现死区特性，但是，因为二极管并非理想的开关元件，二极管导通时，需要克服门坎电压；二极管截止时，又存在漏电流；并且，二极管极易受环境温度影响而不稳定，因而，传统的死区电路存在响应速度比较低，难以获得准确而稳定的死区的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的一种非线性调节器及其死区电路具有较快的响应速度，并且能够获得准确而稳定的死区。

为解决上述技术问题，本发明的一种死区电路，包括：

第一差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端用于输入第一直流电压，所述第二输入端用于输入电压输入信号，所述输出端用于输出第一线性放大信号；

第二差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第二差分放大电路的第一输入端用于输入第二直流电压，所述第二差分放大电路的第二输入端用于输入所述电压输入信号，所述第二差分放大电路的输出端用于输出第二线性放大信号；

第一电压比较器，同相输入端用于输入所述第二直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；

第二电压比较器，同相输入端用于输入所述第一直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；

四选一开关，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一选通受控端、第二选通受控端和输出端，所述四选一开关的第一输入端与所述第一差分放大电路的输出端连接，所述四选一开关的第二输入端和所述四选一开关的第三输入端接地，所述四选一开关的第四输入端与所述第二差分放大电路的输出端连接，所述第一选通受控端与所述第一电压比较器的输出端连接，所述第二选通受控端与所述第二电压比较器的输出端连接。

作为上述方案的改进，所述死区电路，还包括：

电压跟随器，同相输入端与所述四选一开关的输出端连接，反相输入端与输出端连接。

作为上述方案的改进，所述第一差分放大电路包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，

所述第一电阻的一端作为所述第一差分放大电路的第一输入端，用于输入所述第一直流电压，所述第一电阻的另一端与第一运算放大器的反相输入端及所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接；

所述第三电阻的一端作为所述第一差分放大电路的第二输入端，用于输入所述电压输入信号，所述第三电阻的另一端与所述第一运算放大器的同相输入端及所述第四电阻的一端相连，所述第四电路的另一端接地。