CN214011485U - 一种便于自检的差分电压探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便于自检的差分电压探头，包括检测放大模块和滤波模块，检测放大模块输出端接滤波模块输入端，滤波模块输出端接外部示波器，还包括自检模块，自检模块包括自检差分发生电路和自检切换电路，自检差分发生电路输入端接外部自检信号源，自检差分发生电路两个输出端与自检切换电路两个输入端连接，自检切换电路具有四个输出端，自检切换电路两个输出端与检测放大模块两个输入端连接。本实用新型应用时能通过自检模块对差分电压探头检测放大模块和滤波模块性能进行检验，此外还便于对自检模块自身进行检验。
Description
技术领域
本实用新型涉及差分电压探头领域，具体是一种便于自检的差分电压探头。
背景技术
随着现代电子技术的快速发展，高速差分电压探头广泛地应用于电力、通信等现代化领域。它常常用于示波器上测量差分信号，差分信号是相互参考的信号，不是以地作为参考的信号。虽然普通的单端电压探头也可以测量差分信号，但是得到的信号与实际信号的误差很大，所以在测量差分信号时往往要用差分电压探头更为精确。
现有差分电压探头通常包括检测放大模块和滤波模块，检测放大模块接收差分探针的差分信号进行放大处理，然后经滤波模块进行低通滤波得到一个低失真的原始信号后送至示波器处理模块进行处理。差分电压探头的检测放大模块和滤波模块可能因使用时间、环境等问题影响电子元器件出现性能问题，影响检测结果的准确性，现有差分电压探头缺少自检模块，不便于检验差分电压探头检测放大模块和滤波模块的性能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术的上述问题，提供了一种便于自检的差分电压探头，其应用时能通过自检模块对差分电压探头检测放大模块和滤波模块性能进行检验，此外还便于对自检模块自身进行检验。
本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：
一种便于自检的差分电压探头，包括检测放大模块和滤波模块，检测放大模块输出端接滤波模块输入端，滤波模块输出端接外部示波器，还包括自检模块，自检模块包括自检差分发生电路和自检切换电路，自检差分发生电路输入端接外部自检信号源，自检差分发生电路两个输出端与自检切换电路两个输入端连接，自检切换电路具有四个输出端，自检切换电路两个输出端与检测放大模块两个输入端连接。
优选地，所述自检差分发生电路包括电阻R1至R9，电位器R10，电容C1至C6，放大器U1；电阻R2一端接电阻R1一端后作输入端UA接外部自检信号源，电阻R2另一端接电阻R5一端后接放大器U1引脚8，电阻R5另一端接电阻R7一端后接放大器U1引脚4，电阻R7另一端作输出端UD1；电阻R1另一端接电阻R3一端后接地，电阻R3另一端接电阻R4后接电阻R6一端和放大器U1引脚1，电阻R6另一端接电阻R8一端后接放大器U1引脚5，电阻R8另一端作输出端UD2；放大器U1引脚2接电容C5一端和电容C6一端后接电阻R9一端和电位器R10一固定端，电容C5另一端和电容C6另一端均接地，电阻R9另一端接负偏置信号UB-，电位器R10滑动端接另一固定端后接正偏置信号UB+；放大器U1引脚6接电容C3一端和电容C4一端后接负供电信号UC-，电容C3另一端和电容C4另一端均接地，放大器U1引脚3接电容C1一端和电容C2一端后接正供电信号UC+，电容C1另一端和电容C2另一端均接地。
优选地，所述自检切换电路包括电阻R11和R12，晶体管Q1和Q2，二极管D1，继电器K，开关S1；开关S1一端接正供电信号UC+，开关S1另一端接电阻R10后接晶体管Q1基级，晶体管Q1发射极接电阻R11一端后接晶体管Q2基级，电阻R11另一端和晶体管Q2发射极均接地，晶体管Q1集电极接晶体管Q2集电极后接二极管D1正极和继电器K一端，继电器K另一端接二极管D1负极后接正供电信号UC+；继电器K双掷开关K1端子a1作自检切换电路一输入端接自检差分发生电路输出端UD1，继电器K双掷开关K1端子c1作自检切换电路第一输出端接检测放大模块一输入端，继电器K双掷开关K1端子b1作自检切换电路第二输出端；继电器K双掷开关K2端子a2作自检切换电路另一输入端接自检差分发生电路输出端UD2，继电器K双掷开关K2端子c2作自检切换电路第三输出端接检测放大模块另一输入端，继电器K双掷开关K2端子b2作自检切换电路第四输出端。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：可将自检差分发生电路输出端与检测放大模块输入端连接，通过对比外部自检信号源和示波器检测的信号来检验差分电压探头性能。此外将自检差分发生电路输出端与检测放大模块输入端断开，连接外部已校准的检测仪器，通过对比外部自检信号源和检测仪器检测信号，能够检验自检模块电路，以确保自检模块对差分电压探头的检验准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型一个具体实施例的自检差分发生电路图。
图2为本实用新型一个具体实施例的自检切换电路图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：
一种便于自检的差分电压探头，其基本电路结构与现有技术相同，包括检测放大模块和滤波模块，检测放大模块输入端接收差分信号，检测放大模块输出端接滤波模块输入端，滤波模块输出端接外部示波器，示波器对检测信号进行处理与显示。
为了便于对检测放大模块和滤波模块性能进行检验，本实用新型还包括自检模块。自检模块包括自检差分发生电路和自检切换电路，自检差分发生电路输入端接外部自检信号源，自检差分发生电路两个输出端与自检切换电路两个输入端连接，自检切换电路具有四个输出端，自检切换电路两个输出端与检测放大模块两个输入端连接。
自检差分发生电路用于将外部自检信号转换为自检差分信号，自检切换电路用于切换自检差分电路与检测放大模块的连通状态和断开状态。本实用新型设置包括自检差分发生电路和自检切换电路的自检模块，可通过自检切换电路将自检差分发生电路输出端与检测放大模块输入端连接，通过对比外部自检信号源和示波器检测的信号来检验差分电压探头性能。还可通过自检切换电路将自检差分发生电路输出端与检测放大模块输入端断开，而连接外部已校准的检测仪器，通过对比外部自检信号源和检测仪器检测信号，能够检验自检模块电路，以确保自检模块对差分电压探头的检验准确性。
具体地，如图1所示，自检差分发生电路包括电阻R1至R9，电位器R10，电容C1至C6，放大器U1，U1型号为LMH6551；电阻R2一端接电阻R1一端后作输入端UA接外部自检信号源，电阻R2另一端接电阻R5一端后接放大器U1引脚8，电阻R5另一端接电阻R7一端后接放大器U1引脚4，电阻R7另一端作输出端UD1；电阻R1另一端接电阻R3一端后接地，电阻R3另一端接电阻R4后接电阻R6一端和放大器U1引脚1，电阻R6另一端接电阻R8一端后接放大器U1引脚5，电阻R8另一端作输出端UD2；放大器U1引脚2接电容C5一端和电容C6一端后接电阻R9一端和电位器R10一固定端，电容C5另一端和电容C6另一端均接地，电阻R9另一端接负偏置信号UB-，电位器R10滑动端接另一固定端后接正偏置信号UB+；放大器U1引脚6接电容C3一端和电容C4一端后接负供电信号UC-，电容C3另一端和电容C4另一端均接地，放大器U1引脚3接电容C1一端和电容C2一端后接正供电信号UC+，电容C1另一端和电容C2另一端均接地。
外部自检信号分两路，一路经电阻R2送至放大器U1正相输入引脚8，另一路经电阻R1、R3和R4送至放大器U1反相输入引脚1，放大器U1引脚4和引脚5输出自检差分信号，U1引脚4经电阻R5将一负反馈信号送至U1正相输入引脚8，U1引脚5经电阻R6将另一负反馈信号送至U1正相输入引脚1。偏置信号UB+经RC滤波后送至U1引脚2，为U1提供直流偏置，调节电位器R10可调整直流偏置大小。
如图2所示，自检切换电路包括电阻R11和R12，晶体管Q1和Q2，二极管D1，继电器K，开关S1；开关S1一端接正供电信号UC+，开关S1另一端接电阻R10后接晶体管Q1基级，晶体管Q1发射极接电阻R11一端后接晶体管Q2基级，电阻R11另一端和晶体管Q2发射极均接地，晶体管Q1集电极接晶体管Q2集电极后接二极管D1正极和继电器K一端，继电器K另一端接二极管D1负极后接正供电信号UC+；继电器K双掷开关K1端子a1作自检切换电路一输入端接自检差分发生电路输出端UD1，继电器K双掷开关K1端子c1作自检切换电路第一输出端接检测放大模块一输入端，继电器K双掷开关K1端子b1作自检切换电路第二输出端；继电器K双掷开关K2端子a2作自检切换电路另一输入端接自检差分发生电路输出端UD2，继电器K双掷开关K2端子c2作自检切换电路第三输出端接检测放大模块另一输入端，继电器K双掷开关K2端子b2作自检切换电路第四输出端。
正常情况下，继电器K双掷开关K1端子a1与b1连接，继电器K双掷开关K2端子a2与b2连接，即此时检测放大模块输入端与自检差分发生电路断开连接，可接收探针差分信号进行正常检测；此时，可将端子b2和b1与外部已外部已校准的检测仪器连接，通过对比外部自检信号源和检测仪器检测信号，能够检验自检模块电路，以确保自检模块对差分电压探头的检验准确性。
需要对检测放大模块和滤波模块进行检验时，按下开关S1，晶体管Q1和Q2导通，继电器K得电，继电器K双掷开关K1端子a1与c1连接，即自检差分发生电路输出端UD1接检测放大模块一输入端，继电器K双掷开关K2端子a2与c2连接，即自检差分发生电路输出端UD2接检测放大模块另一输入端，此时外部自检信号经自检差分发生电路、自检切换电路、检测放大模块和滤波模块送至示波器，在自检模块已检验的情况下，可通过对比外部自检信号源和示波器检测的信号来检验检测放大模块和滤波模块性能。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种便于自检的差分电压探头，包括检测放大模块和滤波模块，检测放大模块输出端接滤波模块输入端，滤波模块输出端接外部示波器，其特征在于：还包括自检模块，自检模块包括自检差分发生电路和自检切换电路，自检差分发生电路输入端接外部自检信号源，自检差分发生电路两个输出端与自检切换电路两个输入端连接，自检切换电路具有四个输出端，自检切换电路两个输出端与检测放大模块两个输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种便于自检的差分电压探头，其特征在于：所述自检差分发生电路包括电阻R1至R9，电位器R10，电容C1至C6，放大器U1；电阻R2一端接电阻R1一端后作输入端UA接外部自检信号源，电阻R2另一端接电阻R5一端后接放大器U1引脚8，电阻R5另一端接电阻R7一端后接放大器U1引脚4，电阻R7另一端作输出端UD1；电阻R1另一端接电阻R3一端后接地，电阻R3另一端接电阻R4后接电阻R6一端和放大器U1引脚1，电阻R6另一端接电阻R8一端后接放大器U1引脚5，电阻R8另一端作输出端UD2；放大器U1引脚2接电容C5一端和电容C6一端后接电阻R9一端和电位器R10一固定端，电容C5另一端和电容C6另一端均接地，电阻R9另一端接负偏置信号UB-，电位器R10滑动端接另一固定端后接正偏置信号UB+；放大器U1引脚6接电容C3一端和电容C4一端后接负供电信号UC-，电容C3另一端和电容C4另一端均接地，放大器U1引脚3接电容C1一端和电容C2一端后接正供电信号UC+，电容C1另一端和电容C2另一端均接地。
3.根据权利要求1所述的一种便于自检的差分电压探头，其特征在于：所述自检切换电路包括电阻R11和R12，晶体管Q1和Q2，二极管D1，继电器K，开关S1；开关S1一端接正供电信号UC+，开关S1另一端接电阻R10后接晶体管Q1基级，晶体管Q1发射极接电阻R11一端后接晶体管Q2基级，电阻R11另一端和晶体管Q2发射极均接地，晶体管Q1集电极接晶体管Q2集电极后接二极管D1正极和继电器K一端，继电器K另一端接二极管D1负极后接正供电信号UC+；继电器K双掷开关K1端子a1作自检切换电路一输入端接自检差分发生电路输出端UD1，继电器K双掷开关K1端子c1作自检切换电路第一输出端接检测放大模块一输入端，继电器K双掷开关K1端子b1作自检切换电路第二输出端；继电器K双掷开关K2端子a2作自检切换电路另一输入端接自检差分发生电路输出端UD2，继电器K双掷开关K2端子c2作自检切换电路第三输出端接检测放大模块另一输入端，继电器K双掷开关K2端子b2作自检切换电路第四输出端。
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