[发明专利]交流小信号转换直流信号的装置

说明书

本发明公开了一种交流小信号转换直流信号的装置，包括待测信号Vint、第一模块、第二模块、第三模块、电源模块和输出单元；其中，待测信号的输出端口与第一模块输入端口连接，第二模块的输出端口与第三模块连接，电源模块分别与第一模块和第二模块以及第三模块其中的一个输入端口连接，第三模块的输出端口与输出单元连接。该装置实现精度高、受环境影响小、噪声水平低、增益转换大，能够有效控制静态电流、有效控制频率偏差以及满度纹波；同时，输出方波信号高低电平、上升沿以及下降沿时间均控制在有效范围内。

技术领域

本发明涉及信号转换领域，具体地，涉及一种交流小信号转换直流信号的装置。

背景技术

近几年随着测量和控制系统大量应用，传感器交流输出与仪器仪表直流输入之间信号不匹配问题仍然突出，目前市场上的仪表仪器多以直流输入信号为主，而交流信号是传感器输出信号中较为多见的一种，为此需要设计一个高效率交直流信号变送模块。

目前，多数的交流小信号转换存在普遍的问题是精度低、易受外界环境的干扰、噪声水平大、增益转换小、频率偏差大、满路纹波高、静态电流大、输出的频率范围小、输出方波信号高低电平有效范围不可控、输出方波信号上升沿以及下降沿时间有效范围不可控。

因此，急需要设计一种交流小信号转换直流信号的装置来解决上述技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流小信号转换直流信号的装置，该装置实现精度高、受环境影响小、噪声水平低、增益转换大，能够有效控制静态电流、有效控制频率偏差以及满度纹波；同时，输出方波信号高低电平、上升沿以及下降沿时间均控制在有效范围内。

为了实现上述目的，本发明提供了一种交流小信号转换直流信号的装置，包括待测信号Vint、第一模块、第二模块、第三模块、电源模块和输出单元；其中，

待测信号的输出端口与第一模块输入端口连接，第二模块的输出端口与第三模块连接，电源模块分别与第一模块和第二模块以及第三模块其中的一个输入端口连接，第三模块的输出端口与输出单元连接。

优选地，第一模块由第一电阻、第一电容、第二电容和第一芯片组成；其中，

第一模块的第一芯片的输入端In-与第一模块的输出端Vout1连接构成一个反馈回路，在第一芯片供电电源的正负电源上分别串加第一电容和第二电容，第一电阻连接作为负载电阻。

优选地，第二模块由第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和第二芯片组成；其中，

第一二极管与第一模块的输出端Vout1连接，第二二极管与第一二极管反向并联；

第三电容与第二二极管并联，与第一电阻构成RC滤波电路，并且，第三电容为可变电容，容值随频率变化；

第五电阻与第三电容并联，第二芯片的输入端In-与第六电阻连接，第二芯片输入端In+连接第五电阻，第五电阻与地端连接；

第七电阻与第三二极管串联后，一端与第二芯片的输入端In+连接，另外一端与第二芯片的输出端连接，并联在芯片第二芯片两端以构成负反馈回路；

第四电容与第二芯片并联，一端与第二芯片的输出端连接，另一端与第二芯片的输入端In+连接以构成反馈回路；

在第二芯片供电电源的正负电源上分别串加第五电容和第六电容，第四电阻与第七电阻串联，第四电阻与第二电阻串联，第二电阻的另一端接地；第三电阻与第二电阻并联，第三电阻的另一端接+15V的电压。

优选地，第三模块由第八电阻、第九电阻、第七电容、第八电容和第三芯片组成；其中，

第八电阻的一端接5V电压，另外一端与第二模块输出信号Vout2连接；