精密電壓放大電路的制作方法
【專利摘要】一種精密電壓放大電路，包括用于放大電壓信號的電壓放大模塊、用于調(diào)整所述電壓放大模塊放大系數(shù)的比例調(diào)節(jié)模塊、用于控制所述電壓放大模塊輸出電壓值大小的電壓調(diào)節(jié)模塊及電壓跟隨模塊；上述精密電壓放大電路通過電壓放大模塊放大電壓信號，并通過比例調(diào)節(jié)模塊調(diào)整電壓放大模塊的放大系數(shù)，使得電壓放大模塊輸出的電壓值接近預(yù)置的電壓值。即使得電壓信號放大后與需要獲得的電壓值接近。再通過電壓調(diào)節(jié)模塊準(zhǔn)確控制電壓放大模塊的輸出電壓值，從而獲得精確的放大電壓值。最后再通過電壓跟隨模塊傳輸給負(fù)載。
【專利說明】精密電壓放大電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電壓放大電路，特別是涉及一種輸出電壓可調(diào)且精確的精密電壓放大電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，精密準(zhǔn)確的輸出值越來越重要，尤其是對微小信號輸出電路。電壓放大電路用于提高信號電壓的裝置。對于弱信號的放大，常用多級放大，級聯(lián)方式分直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。在實(shí)際應(yīng)用中，需要放大的電壓信號一般會有閾值要求，對于輸出要求精密的電路，輸入的電壓信號或是電流信號精確度較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種輸出電壓可調(diào)且精確的精密電壓放大電路。
[0004]一種精密電壓放大電路，包括用于放大電壓信號的電壓放大模塊、用于調(diào)整所述電壓放大模塊放大系數(shù)的比例調(diào)節(jié)模塊、用于控制所述電壓放大模塊輸出電壓值大小的電壓調(diào)節(jié)模塊及電壓跟隨模塊；
[0005]所述電壓放大模塊包括輸入微小電壓信號的正相輸入端、與所述比例調(diào)節(jié)模塊連接的反相輸入端及輸出放大電壓信號的輸出端；
[0006]所述比例調(diào)節(jié)模塊包括與所述電壓放大模塊反相輸入端連接的控制端、與所述電壓放大模塊輸出端連接的反饋端及接地端；
[0007]所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括與所述電壓放大模塊輸出端連接的輸出端和接地端；
[0008]所述電壓跟隨模塊包括與所述電壓放大模塊輸出端連接的正相輸入端和輸出電壓信號的輸出端；
[0009]所述電壓放大模塊根據(jù)所述比例調(diào)節(jié)模塊的比例系數(shù)設(shè)置電壓放大系數(shù)。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓放大模塊包括運(yùn)算放大器U1A，所述運(yùn)算放大器UlA的正相輸入端、反相輸入端和輸出端對應(yīng)為所述電壓放大模塊的正相輸入端、反相輸入端和輸出端。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述比例調(diào)節(jié)模塊包括分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述分壓電阻R4和所述分壓電阻R5串聯(lián)于所述電壓放大模塊的輸出端和接地端之間，所述分壓電阻R4和所述分壓電阻R5的公共端接所述電壓放大模塊的反相輸入端，所述分壓電阻R4的另一端接所述電壓放大模塊的輸出端，所述分壓電阻R5的另一端接地。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括可調(diào)電阻RS，所述可調(diào)電阻RS的一端與所述電壓放大模塊的輸出端連接，所述可調(diào)電阻RS的另一端接地。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓調(diào)節(jié)模塊還包括分壓電阻R7，所述分壓電阻R7的一端與所述電壓放大模塊的輸出端連接，所述分壓電阻R7的另一端與所述可調(diào)電阻RS連接。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓跟隨模塊包括電壓跟隨器U1B，所述電壓跟隨器UlB的正相輸入端和輸出端對應(yīng)為所述電壓跟隨模塊的正相輸入端和輸出端。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括限流電阻R6，所述限流電阻R6—端與所述電壓放大模塊的輸出端連接，另一端與所述電壓跟隨模塊的正相輸入端連接。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括濾波電容C3，所述濾波電容C3 —端與所述電壓跟隨模塊的正相輸入端連接，另一端接地。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括分壓電阻Rl，所述分壓電阻Rl的一端與電壓放大模塊的正相輸入端連接，另一端接地。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括限流電阻R2、限流電阻R3、濾波電容Cl和濾波電容C2，所述限流電阻R2和所述限流電阻R3串聯(lián)于所述分壓電阻Rl和所述電壓放大模塊的正相輸入端之間，所述濾波電容Cl的一端與所述限流電阻R2和所述限流電阻R3的公共端連接，所述濾波電容Cl的另一端接地，所述濾波電容C2的一端與所述電壓放大模塊的正相輸入端連接，所述濾波電容C2的另一端接地。
[0019]上述精密電壓放大電路通過電壓放大模塊放大電壓信號，并通過比例調(diào)節(jié)模塊調(diào)整電壓放大模塊的放大系數(shù)，使得電壓放大模塊輸出的電壓值接近預(yù)置的電壓值。即使得電壓信號放大后與需要獲得的電壓值接近。再通過電壓調(diào)節(jié)模塊準(zhǔn)確控制電壓放大模塊的輸出電壓值，從而獲得精確的放大電壓值。最后再通過電壓跟隨模塊傳輸給負(fù)載。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為精密放大電路的模塊圖；
[0021]圖2為精密放大電路的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，為精密電壓放大電路的模塊圖。
[0023]一種精密電壓放大電路，包括用于放大電壓信號的電壓放大模塊101、用于調(diào)整所述電壓放大模塊101放大系數(shù)的比例調(diào)節(jié)模塊103、用于控制所述電壓放大模塊101輸出電壓值大小的電壓調(diào)節(jié)模塊105及電壓跟隨模塊107。
[0024]所述電壓放大模塊101包括輸入微小電壓信號的正相輸入端、與所述比例調(diào)節(jié)模塊103連接的反相輸入端及輸出放大電壓信號的輸出端。
[0025]所述比例調(diào)節(jié)模塊103包括與所述電壓放大模塊101反相輸入端連接的控制端、與所述電壓放大模塊101輸出端連接的反饋端及接地端。
[0026]所述電壓調(diào)節(jié)模塊105包括與電壓放大模塊101輸出端連接的輸出端和接地端。
[0027]所述電壓跟隨模塊107包括與所述電壓放大模塊101輸出端連接的正相輸入端和輸出電壓信號的輸出端。
[0028]所述電壓放大模塊101根據(jù)所述比例調(diào)節(jié)模塊103的比例系數(shù)設(shè)置電壓放大系數(shù)。
[0029]電壓放大模塊101用于放大輸入電壓信號。由于負(fù)載電路的兀器件需要,輸入的電壓信號較小，不足以使后續(xù)的負(fù)載電路的元器件正常工作。因此，在輸入電壓信號的輸出端接電壓放大模塊101，使得輸入的電壓信號放大到足以使負(fù)載電路的元器件正常工作。
[0030]比例調(diào)節(jié)模塊103用于調(diào)節(jié)電壓放大模塊101的放大系數(shù)。放大系數(shù)又稱增益，指輸出變化量與輸入變化量之比。其反映的是穩(wěn)態(tài)特性，放大系數(shù)越大，輸入變量對輸出變量的影響越大。不同的負(fù)載電路需要的電壓信號不同，因此，需要選擇合適的放大系數(shù)，使電壓放大模塊101輸出的電壓信號接近負(fù)載電路需要的電壓值。
[0031]電壓調(diào)節(jié)模塊105用于精確控制電壓放大模塊101的輸出電壓值。對于輸入電壓要求精度較高的負(fù)載電路，輸入電壓的偏差較小，因而，需要對電壓放大模塊101的輸出電壓值作精確調(diào)整。電壓調(diào)節(jié)模塊105用于精確的控制電壓放大模塊的輸出電壓值。
[0032]電壓跟隨模塊107用于無偏差的將電壓放大模塊101的輸出電壓傳輸給負(fù)載電路。其中，電壓跟隨模塊107還用于隔離和緩沖。
[0033]電壓放大模塊101根據(jù)比例調(diào)節(jié)模塊103設(shè)置的放大系數(shù)對輸入電壓進(jìn)行放大，在電壓放大模塊101的輸出端連接電壓調(diào)節(jié)模塊105，電壓調(diào)節(jié)模塊根據(jù)電壓放大模塊101輸出的電壓值和實(shí)際需要的電壓值，從而對電壓放大模塊101輸出的電壓值作調(diào)整，使電壓放大模塊101輸出的電壓值無限接近實(shí)際需要的電壓值。電壓跟隨模塊107則將電壓放大模塊101輸出的電壓值無偏差的輸出給負(fù)載電路。
[0034]請結(jié)合圖2。
[0035]電壓放大模塊101包括運(yùn)算放大器U1A，所述運(yùn)算放大器UlA的正相輸入端、反相輸入端和輸出端對應(yīng)為所述電壓放大模塊101的正相輸入端、反相輸入端和輸出端。
[0036]比例調(diào)節(jié)模塊103包括分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述分壓電阻R4和所述分壓電阻R5串聯(lián)于所述電壓放大模塊101的輸出端和接地端之間，所述分壓電阻R4和所述分壓電阻R5的公共端接所述電壓放大模塊101的反相輸入端，所述分壓電阻R4的另一端接所述電壓放大模塊101的輸出端，所述分壓電阻R5的另一端接地。
[0037]電壓調(diào)節(jié)模塊105包括可調(diào)電阻RS，所述可調(diào)電阻RS的一端與所述電壓放大模塊101的輸出端連接，所述可調(diào)電阻RS的另一端接地。
[0038]電壓調(diào)節(jié)模塊105還包括分壓電阻R7，所述分壓電阻R7的一端與所述電壓放大模塊101的輸出端連接，所述分壓電阻R7的另一端與所述可調(diào)電阻RS連接。
[0039]電壓跟隨模塊107包括電壓跟隨器U1B，所述電壓跟隨器UlB的正相輸入端和輸出端對應(yīng)為所述電壓跟隨模塊107的正相輸入端和輸出端。其中，電壓跟隨器UlB的反相輸入端與電壓跟隨器UlB的輸出端連接。
[0040]精密電壓放大電路還包括限流電阻R6，所述限流電阻R6 —端與所述電壓放大模塊101的輸出端連接，另一端與所述電壓跟隨模塊107的正相輸入端連接。
[0041]精密電壓放大電路還包括濾波電容C3，所述濾波電容C3 —端與所述電壓跟隨模塊101的正相輸入端連接，另一端接地。
[0042]精密電壓放大電路還包括分壓電阻Rl，所述分壓電阻Rl的一端與電壓放大模塊101的正相輸入端連接，另一端接地。
[0043]精密電壓放大電路還包括限流電阻R2、限流電阻R3、濾波電容Cl和濾波電容C2，所述限流電阻R2和所述限流電阻R3串聯(lián)于所述分壓電阻Rl和所述電壓放大模塊101的正相輸入端之間，所述濾波電容Cl的一端與所述限流電阻R2和所述限流電阻R3的公共端連接，所述濾波電容Cl的另一端接地，所述濾波電容C2的一端與所述電壓放大模塊101的正相輸入端連接，所述濾波電容C2的另一端接地。
[0044]基于上述所有實(shí)施例，精密放大電路的工作原理如下:
[0045]輸入電壓限流電阻R2和限流電阻R3限流緩沖，同時(shí)由濾波電容Cl和濾波電容C2濾波后輸出到運(yùn)算放大器UlA的正相輸入端。分壓電阻R4和分壓電阻R5預(yù)先設(shè)置的阻值比決定了運(yùn)算放大器UlA的放大系數(shù)。因而運(yùn)算放大器UlA按照預(yù)先設(shè)置的放大系數(shù)將輸入電壓放大。放大后的電壓值經(jīng)由限流電阻R6輸出給電壓調(diào)節(jié)模塊105，調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)模塊105中的可調(diào)電阻RS阻值，能夠改變電壓放大模塊101的輸出電壓值。根據(jù)負(fù)載電路的實(shí)際需要電壓值調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RS的電壓值，使電壓放大模塊101的輸出電壓值無限接近實(shí)際需要的電壓值。在電壓放大模塊101的輸出電壓值滿足負(fù)載電路的電壓需要后，通過電壓跟隨器UlB將電壓傳輸給負(fù)載電路。
[0046]上述精密電壓放大電路通過電壓放大模塊101放大電壓信號，并通過比例調(diào)節(jié)模塊103調(diào)整電壓放大模塊101的放大系數(shù)，使得電壓放大模塊101輸出的電壓值接近預(yù)置的電壓值。即使得電壓信號放大后與需要獲得的電壓值接近。再通過電壓調(diào)節(jié)模塊105準(zhǔn)確控制電壓放大模塊101的輸出電壓值，從而獲得精確的放大電壓值。最后再通過電壓跟隨模塊107傳輸給負(fù)載。
[0047]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種精密電壓放大電路，其特征在于，包括用于放大電壓信號的電壓放大模塊、用于調(diào)整所述電壓放大模塊放大系數(shù)的比例調(diào)節(jié)模塊、用于控制所述電壓放大模塊輸出電壓值大小的電壓調(diào)節(jié)模塊及電壓跟隨模塊； 所述電壓放大模塊包括輸入微小電壓信號的正相輸入端、與所述比例調(diào)節(jié)模塊連接的反相輸入端及輸出放大電壓信號的輸出端； 所述比例調(diào)節(jié)模塊包括與所述電壓放大模塊反相輸入端連接的控制端、與所述電壓放大模塊輸出端連接的反饋端及接地端； 所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括與所述電壓放大模塊輸出端連接的輸出端和接地端； 所述電壓跟隨模塊包括與所述電壓放大模塊輸出端連接的正相輸入端和輸出電壓信號的輸出端； 所述電壓放大模塊根據(jù)所述比例調(diào)節(jié)模塊的比例系數(shù)設(shè)置電壓放大系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓放大電路，其特征在于，所述電壓放大模塊包括運(yùn)算放大器U1A，所述運(yùn)算放大器UlA的正相輸入端、反相輸入端和輸出端對應(yīng)為所述電壓放大模塊的正相輸入端、反相輸入端和輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓放大電路，其特征在于，所述比例調(diào)節(jié)模塊包括分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述分壓電阻R4和所述分壓電阻R5串聯(lián)于所述電壓放大模塊的輸出端和接地端之間 ，所述分壓電阻R4和所述分壓電阻R5的公共端接所述電壓放大模塊的反相輸入端，所述分壓電阻R4的另一端接所述電壓放大模塊的輸出端，所述分壓電阻R5的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓放大電路，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括可調(diào)電阻RS，所述可調(diào)電阻RS的一端與所述電壓放大模塊的輸出端連接，所述可調(diào)電阻RS的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的精密電壓放大電路，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)模塊還包括分壓電阻R7，所述分壓電阻R7的一端與所述電壓放大模塊的輸出端連接，所述分壓電阻R7的另一端與所述可調(diào)電阻RS連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓放大電路，其特征在于，所述電壓跟隨模塊包括電壓跟隨器U1B，所述電壓跟隨器UlB的正相輸入端和輸出端對應(yīng)為所述電壓跟隨模塊的正相輸入端和輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓放大電路，其特征在于，還包括限流電阻R6，所述限流電阻R6 —端與所述電壓放大模塊的輸出端連接，另一端與所述電壓跟隨模塊的正相輸入端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓放大電路，其特征在于，還包括濾波電容C3，所述濾波電容C3 —端與所述電壓跟隨模塊的正相輸入端連接，另一端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精密電壓放大電路，其特征在于，還包括分壓電阻R1，所述分壓電阻Rl的一端與電壓放大模塊的正相輸入端連接，另一端接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的精密電壓放大電路，其特征在于，還包括限流電阻R2、限流電阻R3、濾波電容Cl和濾波電容C2，所述限流電阻R2和所述限流電阻R3串聯(lián)于所述分壓電阻Rl和所述電壓放大模塊的正相輸入端之間，所述濾波電容Cl的一端與所述限流電阻R2和所述限流電阻R3的公共端連接，所述濾波電容Cl的另一端接地，所述濾波電容C2的一端與所述電壓 放大模塊的正相輸入端連接，所述濾波電容C2的另一端接地。
【文檔編號】G05F1/46GK104049658SQ201310081780
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】周明杰, 黃世俠 申請人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司