[发明专利]基于D类功放的传感器激励电路

说明书

本发明公开了一种基于D类功放的传感器激励电路，将D类功放应用于电感位移传感器激励电路中，大幅降低电路损耗，提高效率。通过带闭环控制的稳幅电路设计，解决D功放带负载后电压波动问题。通过相位超前的校正环节消除稳幅电路引入闭环控制后电路产生的自激。对于有大功率需求、或者对功耗敏感的电感传感器系统，基于D类功放的电感传感器激励电路能够大幅降低电感传感器的测量损耗，提升其工作性能。

技术领域

本发明涉及电位移传感器技术领域，特别涉及一种基于D类功放的传感器激励电路。

背景技术

目前电位移传感器测量的激励电路中，主要使用的功率放大器类型有：A/B/AB类功放；均是线性功放，信号总是工作于三极管的线性区域，输出晶体管(器件)担当线性调整器来调整输出电压。输出晶体管上有较大电压降，效率降低、发热明显。研究表明，一般情况下A/B/AB类功放的效率只有40％-60％，而基于D类功放的电感传感器激励电路效率可达到90％以上。

D类功放应用于电位移传感器测量中，构成基于D类功放的电感传感器激励电路时，要实现预期目标，会存在如下需要克服的困难：

(1)D类功放本身具有较大的输出阻抗，一般为2-8Ω，这与大多数测量电路的阻抗值在同一数量级，测量电路阻抗值波动时，会引起激励电路输出电压幅值产生较大波动，影响最终测量精度。

(2)输出电压幅值波动通过闭环稳幅电路解决，但D类功放电路输出部分自带LC滤波器，用来滤除高次谐波，增加稳幅电路后，闭环反馈电路的存在，易使电路产生自激，进而影响激励电路的稳定性。

(3)电路自激频率与LC参数有关，具体值为：LC乘积值越小，该频率越大，越容易消除，但同时LC滤波器截止频率也越大，其滤波效果随之变差。

(4)稳幅电路板上存在分布电容、电感，若不能合理的匹配则会在反馈电路上引起相角位移，该位移经过逐级放大，将会极大程度的地影响调节精度，甚至使整个闭环控制系统失稳。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于D类功放的传感器激励电路，该电路功耗低、发热小、效率高、工作状态稳定。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于D类功放的传感器激励电路，包括：第一稳幅电路、第二稳幅电路、第三稳幅电路、前置放大电路和输出电路；

所述第一稳幅电路包括第一运算放大器和第一反馈电阻，所述第一运算放大器的同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接所述第一反馈电阻；

所述第二稳幅电路包括第二运算放大器和第二反馈电阻，所述第二运算放大器的同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接所述第二反馈电阻；

所述第三稳幅电路包括第三运算放大器和第三反馈电阻，所述第三运算放大器的同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接所述第三反馈电阻；

所述第一运算放大器的输出端与所述第三运算放大器的反相输入端之间连接第一电阻；

所述第二运算放大器的输出端与所述第三运算放大器的反相输入端之间连接第二电阻；

所述第二运算放大器的反相输入端与输入电压之间连接第三电阻；

所述前置放大电路包括第四运算放大器和第四反馈电阻，所述第四运算放大器的同相输入端接地，反相输入端与输出端之间连接所述第四反馈电阻；

所述第三运算放大器的输出端与所述第四运算放大器的反相输入端之间连接第一电容和第四电阻，所述第一电容和所述第四电阻串联，所述第四电阻一端连接所述第四运算放大器的反相输入端，另一端连接所述第一电容；