一種用於超聲檢測中的等幅放大電路的製作方法
2023-09-24 02:08:20
專利名稱：一種用於超聲檢測中的等幅放大電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及超聲檢測領域，特別是涉及一種用於超聲檢測中高速數據採集系統的等幅放大電路。
背景技術：
在無損檢測領域，超聲波探傷是一種普遍使用的檢測技術。由於聲波在待檢測的固體工件中傳播速度較快，因此要求數據採集系統的速度極高，同時由於待檢測的固體工件的回波信號強度差別較大，因此要求信號放大的動態範圍較大。目前，普遍使用昂貴的高速A/D和寬動態範圍的高速運算放大器來解決這一難題，但它的成本很高。
發明內容
為克服上述已有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種用於超聲檢測中高速數據採集系統的等幅放大電路。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種用於超聲檢測中的等幅放大電路，包括數據採集系統，還包括運算放大器A、 電阻Ri、反饋電阻Rf和場效應管G，其中所述的反饋電阻Rf和場效應管G相串聯，構成所述運算放大器A的反饋迴路；超聲波回波信號Vi經電阻Ri輸入運算放大器A的反相輸入端V-。所述的運算放大器A的正相輸入端V+接地，其輸出端Vo與所述的數據採集系統相連。所述場效應管G的源極與運算放大器A的反相輸入端V-連接，所述場效應管G的漏極與反饋電阻Rf串聯，反饋電阻Rf的另一端與運算放大器A的輸出端Vo相連，場效應管G的柵極用於接受數據採集系統輸出的直流電壓Vt0所述的電阻Ri的阻值為50 Ω，反饋電阻Rf的阻值為100 Ω。所述的運算放大器A的型號為AD8051，場效應管G的型號為2SK2962。與現有技術相比，本發明的有益效果可以是本發明的等幅放大電路包括輸入電阻、反饋電阻、運算放大器以及場效應管和數據採集系統，以極低的成本實現了高速度、高精度、大動態範圍的高速數據採集系統。其結構簡單，大大降低了成本。
圖1是本發明等幅放大電路的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式
做進一步詳細的說明，但不應以此限制本發明的保護範圍。
請參閱圖1，圖中示出了本發明用於超聲檢測中高速數據採集系統的等幅放大電路，包括數據採集系統1，還包括運算放大器A、電阻Ri，以及構成運算放大器A的反饋迴路的反饋電阻Rf和場效應管G，該反饋電阻Rf和場效應管G串聯連接，其中電阻Ri的一端用於接收超聲波回波信號Vi，該超聲波回波信號Vi經電阻Ri輸入運算放大器A的反相輸入端V-；運算放大器A的正相輸入端V+接地，其輸出端Vo與數據採集系統1相連，即數據採集系統1的採樣信號為運算放大器A的輸出端Vo的信號；場效應管G的源極與運算放大器A的反相輸入端V-連接，漏極與反饋電阻Rf串聯，反饋電阻Rf的另一端與運算放大器A的輸出端Vo相連，場效應管G的柵極接受數據採集系統輸出的直流電壓Vt0在本發明的最佳實施例中，超聲波回波信號Vi強度為IOmV 50mV，電阻Ri的阻值為50 Ω，運算放大器A的型號為AD8051，反饋電阻Rf的阻值為100 Ω，場效應管G的型號為2SK2962，場效應管G的柵極由數據採集系統1給一個直流電壓Vt0由於運算放大器A正反輸入端電壓相等，V- = V+ = 0，所以場效應管G的柵源電壓為Vt。此電壓決定了場效應管G串聯在運算放大器A的反饋迴路中的阻抗Rg，Rg與柵源電壓Vt成正比。數據採集系統1給出不同的電壓Vt，Vt範圍為500mV 2500mV，就給出了不同的阻抗Rg，阻抗Rg範圍為100 Ω 300Ω。同時改變了運算放大器A的反饋迴路中的總的阻抗Z = Rf+Rg，這樣就給出了運算放大器A不同的放大倍數K = Z/Ri。針對不同強度的回波信號，數據採集系統1給出與回波信號強度成反比例關係的電壓Vt，可以得到幅值相同的採樣信號Vo即運算放大器A的輸出Vo。強度為IOmV 50mV 的回波信號均勻放大成200mV。本發明等幅放大電路具有成本低、速度快、精度高、動態範圍大等優點。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用來限定本發明的實施範圍。任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍應當視權利要求書所界定範圍為準。
權利要求
1.一種用於超聲檢測中的等幅放大電路，包括數據採集系統(1)，其特徵在於還包括運算放大器A、電阻Ri、反饋電阻Rf和場效應管G，其中所述的反饋電阻Rf和場效應管G相串聯，構成所述運算放大器A的反饋迴路；超聲波回波信號Vi經電阻Ri輸入運算放大器A的反相輸入端V-。
2.根據權利要求1所述的等幅放大電路，其特徵在於所述的運算放大器A的正相輸入端V+接地，其輸出端Vo與所述的數據採集系統(1)相連。
3.根據權利要求1所述的等幅放大電路，其特徵在於所述場效應管G的源極與運算放大器A的反相輸入端V-連接，所述場效應管G的漏極與反饋電阻Rf串聯，反饋電阻Rf的另一端與運算放大器A的輸出端Vo相連，場效應管G的柵極用於接受數據採集系統輸出的直流電壓Vt。
4.根據權利要求1所述的等幅放大電路，其特徵在於所述的電阻Ri的阻值為50Ω，反饋電阻Rf的阻值為100 Ω。
5.根據權利要求1所述的等幅放大電路，其特徵在於所述的運算放大器A的型號為 AD8051，場效應管G的型號為2SK2962。
全文摘要
本發明公開了一種用於超聲檢測中高速數據採集系統的等幅放大電路，包括數據採集系統，還包括運算放大器、電阻，以及構成運算放大器的反饋迴路的串聯連接的反饋電阻和場效應管，其中電阻的輸入端接收超聲波回波信號，該超聲波回波信號經電阻輸入運算放大器的反相輸入端；運算放大器的正相輸入端接地，其輸出端與數據採集系統相連；場效應管的源極與運算放大器的反相輸入端連接，漏極與反饋電阻串聯，反饋電阻的另一端與運算放大器的輸出端相連，場效應管的柵極接受數據採集系統輸出的直流電壓。本發明等幅放大電路具有成本低、速度快、精度高、動態範圍大等優點。
文檔編號H03F3/45GK102480274SQ20101055552
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者楊翰, 蔡祖衛, 陳立民, 陳耀民, 顧華 申請人:上海誠佳電子科技有限公司