CN208174644U - 一种数字可调电容电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数字可调电容电路，包括第一运算放大器、第一电容和增益模块；所述的第一运算放大器的反向输入端连接第一电阻和第二电阻；所述的第一电阻和第二电阻与第一运算放大器组成反向放大电路；所述的第一电容的一端连接第一运算放大器的反向输入端；所述的增益模块连接于第一运算放大器的输出端与第一电容的另一端之间。本实用新型可以通过数字模拟转换器DAC对电容在电路上的实际等效电容进行数字调节，可以对绝大部分有源滤波器进行频响调节，而不像传统电路那样需要不同的开关和电容进行转并联那样调节；不仅可以简化电路，并且调节范围和分辨率更高，对于绝大部分的有源滤波电路都是适用的。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子测量技术领域，尤其是一种数字可调电容电路。
背景技术
很多电路对不同频响需要不同的电容进行调节，多数的情况下是通过模拟开关连接多个电容，通过对模拟开关的控制，实现电容之间的串并联，从而得到需要的电容。这样的电路一般只能调节有限的电容值，并且调节的电容值多数都是确定在一定的范围内的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种数字可调电容电路，可以解决对多种频率信号的滤波处理，减少开关和电容数量。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数字可调电容电路，包括第一运算放大器、第一电容和增益模块；所述的第一运算放大器的反向输入端连接第一电阻和第二电阻；所述的第一电阻和第二电阻与第一运算放大器组成反向放大电路；所述的第一电容的一端连接第一运算放大器的反向输入端；所述的增益模块连接于第一运算放大器的输出端与第一电容的另一端之间。
进一步的说，本实用新型所述的增益模块包括第二运算放大器和数字模拟转换器；所述的第二运算放大器的同向输入端连接数字模拟转换器的参考电压输入端；第二运算放大器的反向输入端连接第五电阻和第六电阻；所述的第二运算放大器的输出端连接第一电容；所述的数字模拟器的输出端连接第三电阻和第四电阻；所述的第三电阻与第一运算放大器的输出端相连接；所述的第四电阻接地。
再进一步的说，本实用新型所述的数字模拟转换器的电源端输入电压为+3.3V，接地端输入电压为-1.4V。
再进一步的说，本实用新型所述的第五电阻、第六电阻以及第二运算放大器对第三电阻和第四电阻的衰减进行等比例放大。
本实用新型的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，可以通过数字模拟转换器DAC对电容在电路上的实际等效电容进行数字调节，可以对绝大部分有源滤波器进行频响调节，而不像传统电路那样需要不同的开关和电容进行转并联那样调节；不仅可以简化电路，并且调节范围和分辨率更高，对于绝大部分的有源滤波电路都是适用的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是基本电路一的电路原理图；
图2是基本电路二的电路原理图；
图3是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示的基本电路一，可以推导出来公式1：
如图2所示的基本电路二推导：
V2＝GAIN×VO
所以：
所以可以得到公式2
通过公式1和公式2对比，可以发现：公式1的等效电容C＝C1，公式2的等效电容C＝C1·GAIN。
因为在C1和运放输出端增加了一个增益模块，所以等效电容就改变了，可以认为增益模块对电容C1进行了调节。
如果增益GAIN>1，则是对电容进行放大调节，如果GAIN<1，这电容进行衰减调节。
如果
可以看出来电容调节是等段的。因为底数是2N是不变的，而D是可以等段增加的。
如果
可以发现分母是改变的，分子是不变的，这样的调节就不是线性的了。所以本实用新型主要是用于的状态下的调节。
具体电路如图3所示，R1、R2、R3、R4、R5、R6是电阻；C1是电容；U1，U3是运放；U2是DAC；R1、R2和U1组成基本的反向放大电路；U2是对C1的调节DAC，主要通过调节流过C1的电容来调节实际的等效电容；U3是为了对前级衰减进行等比例放大；
运放U1和U3上的供电电压为VCC和VEE，一般VCC给+15V，VEE给-15V；
U2上的电压给-1.4V和+3.3V，因为输入信号时交流信号，相对地是有正负的，如果低端电压不小于0，则负端信号就不能调节了，所以供电的低端需要一个负电压，只要保证电压差在DAC的供电范围内就可以了。
R3和R4是为了把输出信号衰减到DAC可以处理的范围内再输入到DAC之中，这样才能正常处理信号。
R5和R6和U3是对R3和R4的衰减进行等比例放大。
输入信号Vi，输出信号为Vo，根据原理图推导：
D是输入到DAC的数据，数据范围为0～2N-1；N是DAC的位数
所以
使：
R4＝R5，R3＝R6
所以
因为：
所以：
所以：
这可以看出来，实际的电容经过了的衰减。所以该电路对电容的调节是0到
整个电路的框架为输入信号、输出信号、供电电源、调节电容和调节所用的DAC。通过调节DAC来调节流过电容的电流的大小，从而调节输出端和电容于运放的连接端的等效电容大小，从而调节整个电路的频响。
本实用新型可以使用在有源模拟滤波电路上，在如今工业领域内对信号的滤波电路随处可见。很多电子测量设备当中都需要对信号进行滤波处理。所以该电路可以使用在大部分的工业设备之中。尤其是频率范围比较广的调节电路之中。还有一些体积限制但是需要很大的电容滤波电路中也可以使用该原理的对电容进行比例放大。
以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。
Claims (4)
1.一种数字可调电容电路，其特征在于：包括第一运算放大器、第一电容和增益模块；所述的第一运算放大器的反向输入端连接第一电阻和第二电阻；所述的第一电阻和第二电阻与第一运算放大器组成反向放大电路；所述的第一电容的一端连接第一运算放大器的反向输入端；所述的增益模块连接于第一运算放大器的输出端与第一电容的另一端之间。
2.如权利要求1所述的一种数字可调电容电路，其特征在于：所述的增益模块包括第二运算放大器和数字模拟转换器；所述的第二运算放大器的同向输入端连接数字模拟转换器的参考电压输入端；第二运算放大器的反向输入端连接第五电阻和第六电阻；所述的第二运算放大器的输出端连接第一电容；所述的数字模拟器的输出端连接第三电阻和第四电阻；所述的第三电阻与第一运算放大器的输出端相连接；所述的第四电阻接地。
3.如权利要求2所述的一种数字可调电容电路，其特征在于：所述的数字模拟转换器的电源端输入电压为+3.3V，接地端输入电压为-1.4V。
4.如权利要求2所述的一种数字可调电容电路，其特征在于：所述的第五电阻、第六电阻以及第二运算放大器对第三电阻和第四电阻的衰减进行等比例放大。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820733259.0U CN208174644U (zh) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | 一种数字可调电容电路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201820733259.0U CN208174644U (zh) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | 一种数字可调电容电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208174644U true CN208174644U (zh) | 2018-11-30 |
Family
ID=64367075
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201820733259.0U Active CN208174644U (zh) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | 一种数字可调电容电路 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208174644U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108365825A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-03 | 常州同惠电子股份有限公司 | 数字可调电容电路 |
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2018
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