本實用新型涉及信號處理領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種單電源運放的輸入信號處理電路。
背景技術(shù):
為了簡化設(shè)計,現(xiàn)在很多電路中采用單電源運放進行信號放大。對于微弱信號,為了提升測量精度、抑制共模干擾,通常需要使用差分電路對信號進行處理。具體到單電源運放的應(yīng)用中,一般先對信號進行直流偏置,以使之能滿足單電源運放的輸入信號范圍要求以及測試負向信號。
常用的應(yīng)用于單電源運放的直流偏置電路如圖1所示,其中電阻R1、R2、R3串聯(lián)連接在供電電壓VCC和參考地GND之間(上述電阻R1和電阻R3的阻值相等),位于中間的電阻R2的兩端分別連接到單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-,且傳感器的兩路輸出分別連接到電阻R2的兩端。為減小對微弱信號的影響,上述電阻R1、R2、R3通常使用阻值較大的電阻,比如R1=R3=10MΩ,R2=1MΩ。通過上述方式,偏置電阻可以將信號共模電壓抬升到VCC/2電壓附近,從而滿足單電源運放對信號范圍的要求。
上述偏置電路雖然通過選擇大阻值電阻減小對微弱信號的影響,但是由于單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-的電壓并不相等,因此傳感器的引線上存在一定的電流,當傳感器引線較長或傳感器本身內(nèi)阻較大時,引線阻抗和內(nèi)阻引起的壓降作為差分電壓將疊加于有效信號上,產(chǎn)生測量偏差。并且,上述偏置電路對單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-來說并不完全對稱,供電電壓VCC和參考地GND上的干擾將經(jīng)過偏置電阻,形成差模干擾疊加于有效信號上,影響精度。此外,當傳感器接金屬或PE外殼時,外殼上的干擾經(jīng)由引線進入電路內(nèi)部,雖然進入的是共模干擾,但是電路的不對稱,將導(dǎo)致在單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-上產(chǎn)生的干擾值不完全相等,從而產(chǎn)生差模干擾,影響精度??傊?,在實際進行抗擾度測試時,上述偏置電路將導(dǎo)致信號檢測精度波動較大。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于,針對上述偏置電路導(dǎo)致信號檢測精度偏差較大的問題,提供一種單電源運放的輸入信號處理電路。
本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是,提供一種單電源運放的輸入信號處理電路,用于對兩路輸入信號進行直流偏置處理,其特征在于:所述輸入信號處理電路包括直流供電源、第一電阻和第二電阻,且所述直流供電源的電壓小于單電源運放的供電電源的電壓,所述第一電阻和第二電阻的阻值相等;所述兩路輸入信號分別經(jīng)由第一電阻和第二電阻連接到直流供電電源,且該兩路輸入信號分別連接到單電源運放的正相輸入端和反相輸入端。
在本實用新型所述的單電源運放的輸入信號處理電路中,所述輸入信號處理電路還包括第三電阻和第四電阻,所述第三電阻和第四電阻串聯(lián)連接在單電源運放的供電電源與參考地之間,且所述第三電阻和第四電阻的連接點構(gòu)成直流供電源的輸出端。
在本實用新型所述的單電源運放的輸入信號處理電路中,所述第三電阻和第四電阻的阻值相等。
在本實用新型所述的單電源運放的輸入信號處理電路中,所述兩路輸入信號來自傳感器。
本實用新型的單電源運放的輸入信號處理電路具有以下有益效果:通過電路形式的完全對稱性,在完成偏置功能的同時,可有效避免共模干擾轉(zhuǎn)化為差模干擾,提高單電源運放的輸入信號的精度。
附圖說明
圖1是現(xiàn)有單電源差分輸入直流偏置電路的示意圖。
圖2是本實用新型單電源運放的輸入信號處理電路實施例的示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
如圖2所示,是本實用新型單電源運放的輸入信號處理電路實施例的示意圖,該電路用于對兩路輸入信號(例如來自傳感器等)進行直流偏置處理,以滿足單電源運放的輸入信號范圍要求。本實施例中的單電源運放的輸入信號處理電路包括直流供電源、第一電阻R1和第二電阻R2,且直流供電源的電壓小于單電源運放的供電電源VCC的電壓(通常直流供電源的電壓為單電源運放的供電電源VCC的電壓的二分之一左右),第一電阻R1和第二電阻R2的阻值相等。兩路輸入信號分別經(jīng)由第一電阻R1和第二電阻R2連接到直流供電電源,且該兩路輸入信號分別連接到單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-。
上述單電源運放的輸入信號處理電路,通過第一電阻R1和第二電阻R2將單電源運放的輸入信號上拉到直流供電電源的電壓處,實現(xiàn)單電源運放對信號范圍的要求。并且由于在電路形式上,單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-對輸入信號完全對稱,電路參數(shù)上的電阻阻值選擇范圍寬,即第一電阻R1和第二電阻R2的阻值無特殊要求(只需使用高精度電阻,第一電阻R1和第二電阻R2的阻值偏差越小,整個電路的精度越高)。
上述單電源運放的輸入信號處理電路中的完全對稱結(jié)構(gòu),可使得輸入信號處于靜態(tài)時(例如當輸入信號來自溫度傳感器,溫度無變化時),沒有電流流經(jīng)第一電阻R1、第二電阻R2,單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-電壓值相等,不存在傳感器引線上的電流,因而引線阻抗和傳感器內(nèi)阻不會影響信號精度;并且,直流供電電源的電壓波動對單電源運放的正相輸入端Vin+和反相輸入端Vin-來說是等幅度、同相位,屬于共模干擾,被后級差分電路抑制,不影響精度。此外當產(chǎn)生單電源運放的輸入信號的傳感器接金屬或PE外殼時,在傳感器的引線上存在的共模電流,由于電路的對稱性使得其只產(chǎn)生共模電壓,沒有轉(zhuǎn)換成差模電壓,也不影響精度。
在對采用上述信號處理電路的裝置進行實際EMC測試中,對信號線進行CS抗擾度測試,測量精度基本沒有影響,傳感器接PE外殼也沒有影響。
上述的單電源運放的輸入信號處理電路可直接采用單電源運放的供電電源,此時該輸入信號處理電路還包括第三電阻R3和第四電阻R4,其中第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)連接在單電源運放的供電電源與參考地之間,且第三電阻R3和第四電阻R4的連接點構(gòu)成直流供電源的輸出端。特別地,第三電阻R3和第四電阻R4的阻值相等,從而直流供電源的供電電壓為VCC/2(實際應(yīng)用中第三電阻R3和第四電阻R4的阻值可不相等,直流供電源的供電電壓也可以不等于VCC/2)。
以上所述,僅為本實用新型較佳的具體實施方式,但本實用新型的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此,本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。