CN204347111U - 交流电采样电路 - Google Patents
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Abstract
交流电采样电路,包括运放U1A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、比例调整电阻、二极管D1和电容C1,运放U1A的正相输入端经由电阻R3接地,比例调整电阻一端连接运放U1A的反相输入端,另一端作为本交流电采样电路的输入端,运放U1A的输出端作为本交流采样电路的输出端,电阻R5跨接在运放U1A的反相输入端和输出端之间,形成整流电路,电阻R4一端连接运放U1A的反相输入端,另一端输入负偏置电压-Vref,形成偏置电路,二极管D1正极连接运放U1A的输出端,负极接限幅电压Vx,形成输出限幅电路,电容C1连接在运放U1A的输出端和地之间,形成输出滤波电路。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种交流电采样电路。
背景技术
交流电的应用非常广泛,对交流电的采样的准确性对交流用电设备而言非常重要。
通常的交流电的采样方式是,利用二极管对交流电进行整流,再经由电容滤波,从而将交流电处理成直流电,检测该直流电的情况即可获知交流电的情况。现有的这种交流电采样电路存在如下不足:
1、二极管存在门坎电压,当采样的交流电电压小于门坎电压时,二极管整流电路不能正常工作,也就无法对交流电进行采样;
2、二极管存在非线性误差,会造成采样不准确;
3、二极管的温度特性差,易受环境温度影响,容易导致检测不准确。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题,本发明创造提供一种交流电采样电路,其采样准确,且不存在门坎电压,可对小电压的交流电进行采样。
为实现上述目的,本发明创造提供以下技术方案。
交流电采样电路,包括运放U1A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、比例调整电阻、二极管D1和电容C1,运放U1A的正相输入端经由电阻R3接地,比例调整电阻一端连接运放U1A的反相输入端,另一端作为本交流电采样电路的输入端,运放U1A的输出端作为本交流采样电路的输出端,电阻R5跨接在运放U1A的反相输入端和输出端之间,形成整流电路,电阻R4一端连接运放U1A的反相输入端,另一端输入负偏置电压-Vref,形成偏置电路,二极管D1正极连接运放U1A的输出端,负极接限幅电压Vx,形成输出限幅电路,电容C1连接在运放U1A的输出端和地之间,形成输出滤波电路。
其中,比例调整电阻包括电阻R1和电阻R2,电阻R1和电阻R2串联后构成比例调整电阻。
其中,还包括负偏置电压发生电路,其包括运放U1B、电阻R7、电阻R8、电容C2和电容C3,电容C2连接在参考电源和地之间,运放U1B反相输入端经由电阻R7接参考电源,正相输入端接地,电阻R8跨接在运放U1B的反相输入端和输出端之间,电容C3一端连接运放U1B的输出端,另一端接地,运放U1B的输出端输出负偏置电压-Vref。
本发明创造的有益效果是:使用基于主要由运放组成的整流电路替代二极管对交流电进行整流,运放的线性特性和温度特性都比较好,不容易受环境温度影响,也不存在非线性误差,故本发明创造的交流电采样电路采样准确,而且由于运放不存在门坎电压,即使是小电压的交流电,也能进行采样。
附图说明
图1为本发明创造的交流电采样电路的电路原理图。
图2为负偏置电压发生电路的电路原理图。
图3为被采样的交流电的一个周期的波形图。
图4为本发明创造的交流电采样电路的输出的一个周期的波形图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。
如图1所示,本实施例的交流电采样电路包括运放U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D1和电容C1。电阻R1和电阻R2串联后构成比例调整电阻。运放U1A的正相输入端经由电阻R3接地,比例调整电阻一端连接运放U1A的反相输入端,另一端作为本交流电采样电路的输入端,运放U1A的输出端作为本交流采样电路的输出端,电阻R5跨接在运放U1A的反相输入端和输出端之间,形成整流电路,调整比例调整电阻和电阻R5的阻值,可调整运放U1A的比例放大倍数,比例调整电阻由R1和R2两个电阻构成,目的是通过R1和R2两个电阻的阻值叠加,以方便调节比例调整电阻的大小。电阻R4一端连接运放U1A的反相输入端,另一端输入负偏置电压-Vref,形成偏置电路。二极管D1正极连接运放U1A的输出端,负极接限幅电压Vx,形成输出限幅电路。电容C1连接在运放U1A的输出端和地之间,形成输出滤波电路。本实施例中限幅电压Vx为+3.3V。
如图1所示,被采样的交流电Vin流经电阻R1和电阻R2构成的比例调整电阻后与流经电阻R4的负偏置电压-Vref叠加,被采样的交流电的电压值被负偏置电压-Vref整体拉低后输入到运放U1A的反相输入端,基于主要由运放U1A组成的整流电路对输入运放U1A的交流电进行整流,运放U1A的输出端输出整流后形成的直流电Vout,二极管D1对Vout起限幅作用,使Vout的幅值不超过限幅电压Vx,电容C1则起到滤波的作用。图3和图4分别为Vin和Vout的波形,由图可知,Vout的波形是由Vin的波形整体抬升而得出,抬升的幅度取决于负偏置电压-Vref。
如图2所示,本实施例的交流电采样电路还包括负偏置电压发生电路,其包括运放U1B、电阻R7、电阻R8、电容C2和电容C3,电容C2连接在参考电源和地之间,运放U1B反相输入端经由电阻R7接参考电源,正相输入端接地,电阻R8跨接在运放U1B的反相输入端和输出端之间,电容C3一端连接运放U1B的输出端,另一端接地,运放U1B的输出端输出负偏置电压-Vref。本实施例中,参考电源的电压为+3.3V。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案,而非对本发明创造保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。
Claims (3)
1.交流电采样电路,其特征是,包括运放U1A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、比例调整电阻、二极管D1和电容C1,运放U1A的正相输入端经由电阻R3接地,比例调整电阻一端连接运放U1A的反相输入端,另一端作为本交流电采样电路的输入端,运放U1A的输出端作为本交流采样电路的输出端,电阻R5跨接在运放U1A的反相输入端和输出端之间,形成整流电路,电阻R4一端连接运放U1A的反相输入端,另一端输入负偏置电压-Vref,形成偏置电路,二极管D1正极连接运放U1A的输出端,负极接限幅电压Vx,形成输出限幅电路,电容C1连接在运放U1A的输出端和地之间,形成输出滤波电路。
2.根据权利要求1所述的交流电采样电路,其特征是,比例调整电阻包括电阻R1和电阻R2,电阻R1和电阻R2串联后构成比例调整电阻。
3.根据权利要求1所述的交流电采样电路,其特征是,还包括负偏置电压发生电路,其包括运放U1B、电阻R7、电阻R8、电容C2和电容C3,电容C2连接在参考电源和地之间,运放U1B反相输入端经由电阻R7接参考电源,正相输入端接地,电阻R8跨接在运放U1B的反相输入端和输出端之间,电容C3一端连接运放U1B的输出端,另一端接地,运放U1B的输出端输出负偏置电压-Vref。
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CN106452441A (zh) * | 2016-08-11 | 2017-02-22 | 复旦大学无锡研究院 | 一种高精度ad采样电路及测量方法 |
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