[发明专利]一种自归零电流型高精度可编程增益放大器及方法

说明书

本发明涉及一种自归零电流型高精度可编程增益放大器及方法。本发明包括自动调零运放A1、调零运放A2和二级调零运放A3，自动调零运放A1的输出端接一级输出管P1，一级输出管P1的源端上拉转换电阻R2，漏端接可变电阻阵列R1，可变电阻阵列R1的可变量程端接自动调零运放A1的负输入端，满量程端接调零运放A2的负输入端和输出端，上拉转换电阻R2与一级输出管P1连接处为二级输入信号，接二级调零运放A3，二级调零运放A3的输出端分别接二级输出管P2和二级输出管P3的栅端，二级输出管P2的源端接上拉转换电阻R3，二级输出管P3的源端接上拉转换电阻Ros，二级输出管P2的漏端为输出端口。本发明可以将传感器输入信号精确按比例放大，并可对传感器零点进行调零，同时对输出信号的幅度进行控制。

技术领域

本发明涉及航空、航海和航天等领域，尤其涉及一种自归零电流型高精度可编程增益放大器及方法。

背景技术

现有的增益放大器，其方案多采用三运放结构的仪表放大器，为电压模式，在实际应用过程中，电压在长距离传输过程中存在寄生，这种长距离传输造成的精度误差，会严重影响信号放大的精度，存在拓展性差的确定。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，而提供一种自归零电流型高精度可编程增益放大器及方法，可以将传感器输入信号精确按比例放大，并可对传感器零点进行调零，同时对输出信号的幅度进行控制。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种自归零电流型高精度可编程增益放大器，其特殊之处在于：所述放大器包括自动调零运放A1、调零运放A2和二级调零运放A3，自动调零运放A1的输出端接一级输出管P1，一级输出管P1的源端上拉转换电阻R2，漏端接可变电阻阵列R1，可变电阻阵列R1的可变量程端接自动调零运放A1的负输入端，满量程端接调零运放A2的负输入端和输出端，调零点电流Izero从一级输出管P1和电阻阵列R1连接处流入或流出，上拉转换电阻R2与一级输出管P1连接处为二级输入信号，接二级调零运放A3，二级调零运放A3的输出端分别接二级输出管P2和二级输出管P3的栅端，二级输出管P2的源端接上拉转换电阻R3，二级输出管P3的源端接上拉转换电阻Ros，二级输出管P2和转换电阻R3的连接处为接点X，二级输出管P3和上拉转换电阻Ros的连接处为Y点，接点X接二级调零运放A3的负输入端和对地通路管N2的源端，对地通路管N2的漏端接地，栅端接二级输出管P3的漏端，同时输出过压控制电流Iover从二级输出管P3的漏端输入加载在对地通路管N1的栅端以及对地通路管N2的栅端，对地通路管N1的源端接接点Y，漏端接地，二级输出管P2的漏端为输出端口，同时欠压补偿电流Iunder从输出端口流入。

优选的，输出端口接转换电阻R4，转换电阻R4另一端接地。

一种实现上述的自归零电流型高精度可编程增益放大器的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)通过自动调零运放A1的输入级将输入电压差通过可编程电阻R1转化为电流；

2)在应用传感器调理电路时，在可编程电阻R1转换为电流后，引入Izero电流可以对传感器零输入时的差分电压进行调零控制，修正传感器的零点漂移；

3)在二级调零运放A3的输出级，通过转换电阻R3将前级输入电压转换为电流；

5)在输出电压达不到最低要求时通过Iunder电流注入电流，抬高输入；

6)在输出电压大于要求电压时，Iover电流注入转换电阻Ros，开启对地通路管N1以及对地通路管N2，将多余电流泄放至地以保证满足；输出限压。

优选的，步骤2)中所述Izero电流通过注电流和抽电流来实现。

优选的，步骤4)中转换电阻R3和转换电阻Ros，以及二级输出管P2和二级输出管P3的尺寸大小按比例设计以保证电压VX和VY始终相等。