測量儀器輸入輸出端的保護電路的製作方法
2023-06-28 19:09:26
專利名稱：測量儀器輸入輸出端的保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及種測量儀器輸入輸出端的保護電路。
背景技術：
在阻抗測量領域，對於儀器的測量準確性提出了更高的要求。目前普遍採用的保護電路是將高端HV和LV直接通過穩壓管連接起來，穩壓管的漏電流和其溫度特性會直接作用於測試端，由於儀器測試端保護電路的漏電流而引起儀器測量結果的偏差，即降低儀器的測試性能，增加客戶檢測被測件出錯的概率，很可能在自動生產線上分選產品時產生誤判斷。因此，在儀器測量輸入輸出的高端和低端直接加穩壓管作為保護電路，這種結構的保護電路存在很大的漏電流且其溫度特性很差(直接取決於所選用的穩壓管)，從而影響儀器的測量準確度。
發明內容針對上述技術問題，本實用新型提供一種測量儀器輸入輸出端的保護電路，本實用新型可克服現有直流測量儀器上採用的輸入輸出端保護電路漏電流大，溫度特性差的缺陷。實現上述目的的技術方案如下:測量儀器輸入輸出端的保護電路，包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一二極體、第二二極體、第三二極體、第四二極體、第五穩壓管、第六穩壓管、第七二極體、第八二極體、第一補償電容、第一電阻、第二補償電容以及第四電阻；第一二極體的陰極端與第一運算放大器的同相輸入端連接，第一二極體的陽極端與第二二極體的陰極端連接，第二二極體的陽極端連接於第一運算放大器的輸出端；第三二極體的陽極端與第一運算放大器的同相輸入端連接，第三二極體的陰極端與第四二極體的陽極端連接，第四二極體的陰極端連接於第一運算放大器的輸出端，第一補償電容的兩端與第一電阻並聯形成的支路連接於第一運算放大器反相輸入端和輸出端之間；第五穩壓管的陰極端與第一運算放大器的輸出端連接，第五穩壓管的陽極端與第六穩壓管的陰極端連接，第六穩壓管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接；第七二極體的陰極端與第二運算放大器的輸出端連接，第七二極體的陽極端與第二運算放大器的同相輸入端連接，第八二極體的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接，第八二極體的陰極端與第二運算放大器的同相輸入端連接，第二補償電容的兩端與第四電阻並聯形成的支路連接於第二運算放大器反相輸入端和輸出端之間。進一步地，還包括第二電阻、第三電阻、第五電阻以及第六電阻，第二電阻的一端與第一運算放大器的同相輸入端連接，第三電阻的一端連接於第一運算放大器的輸出端；第五電阻的一端與第二運算放大器的同相輸入端連接，第六電阻的一端連接於第二運算放大器的輸出端。採用了上述方案，當儀器進行正常測量時，該電路設計有如下特性:[0011]測試端(HV)和第一運算放大器輸出端的電位相等、測試端(LV)和第二運算放大器輸出端的電位相等，故第一二極體、第二二極體、第三二極體、第四二極體、第七二極體、第八二極體，上幾乎沒有電流流過，這樣測試端(HV和LV)的漏電流主要取決於運算放大器的輸入電流，該保護電路的漏電流可達nA級，甚至pA級。因此，當測試端(HV和LV)出現電壓突變時，電壓跟隨電路的電流流經保護二極體來實現跟隨電路的跟隨作用以及保護電路的放電作用，能夠有效保護運算放大器，大大提高電路的穩定性。綜上所述，穩壓管的漏電流由運算放大器提供，故穩壓管漏電流的溫度特性不再影響測試端(HV和LV)，提高保護電路的溫度特性。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1為本實用新型測量儀器輸入輸出端的保護電路的電路結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的測量儀器輸入輸出端的保護電路，包括第一運算放大器U1A、第二運算放大器U1B、第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第五穩壓管D5、第六穩壓管D6、第七二極體D7、第八二極體D7、第一補償電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第二補償電容C2、第四電阻R4、第五電阻R5以及第六電阻R6。第一二極體Dl的陰極端與第一運算放大器UlA的同相輸入端連接，第一二極體Dl的陽極端與第二二極體的陰極端連接，第二二極體D2的陽極端連接於第一運算放大器UlA的輸出端。第三二極體D3的陽極端與第一運算放大器UlA的同相輸入端連接，第三二極體D3的陰極端與第四二極體D4的陽極端連接，第四二極體D4的陰極端連接於第一運算放大器UlA的輸出端。第一補償電容Cl的兩端與第一電阻Rl並聯形成的支路連接於第一運算放大器UlA反相輸入端和輸出端之間。第二電阻R2的一端與第一運算放大器UlA的同相輸入端連接，第三電阻R3的一端連接於第一運算放大器UlA的輸出端。第五穩壓管D5的陰極端與第一運算放大器UlA的輸出端連接，第五穩壓管D5的陽極端與第六穩壓管D6的陰極端連接，第六穩壓管D6的陽極端與第二運算放大器UlB的輸出端連接。第七二極D7管的陰極端與第二運算放大器UlB的輸出端連接，第七二極體D7的陽極端與第二運算放大器UlB的同相輸入端連接。第八二極體D8的陽極端與第二運算放大器UlB的輸出端連接，第八二極體D8的陰極端與第二運算放大器UlB的同相輸入端連接。第二補償電容C2的兩端與第四電阻R4並聯形成的支路連接於第二運算放大器UlB反相輸入端和輸出端之間。第五電阻R5的一端與第二運算放大器UlB的同相輸入端連接，第六電阻R6的一端連接於第二運算放大器UlB的輸出端。本實用新型的工作原理如下:當測試端HV和測試端LV兩端電壓產生突變時(假設LV電位不變並為零電位):當測試端HV的電位突然升高時，瞬間電流會通過第三二極體D3、第四二極體D4由測試端HV流向第一運算放大器UlA的輸出端OUTA實現電壓跟隨，如果測試端HV的電位高於第五穩壓管D5、第六穩壓管D6，則測試端HV和測試端LV兩端的電壓通過第二二極體D3、第三二極體D4，第五穩壓管D5、第五穩壓管D6和第八二極體D8放掉，使之嵌位到第五穩壓管D5、第六穩壓管D6的穩定電壓值。當測試端HV的電位突然降低時，瞬間電流會通過第二二極體D2、第一二極體D1，由第一運算放大器的輸出端OUTA流向測試端HV實現電壓跟隨，如果測試端HV的電位低於測試端LV，則測試端HV和測試端LV兩端的電壓通過二極體第二二極體D7，第六穩壓管D6、第五穩壓管D5和第二二極體D2、第一二極體Dl放掉，使測試端HV的電位嵌位到測試端LV的電位。當HV和LV兩端電壓穩定時(即正常測量狀態)在由運算放大器、電阻、補償電容和保護二極體組成的電壓跟隨電路作用下，測試端HV和第一運算放大器的OUTA的電位相等、測試端LV和第二運算放大器輸出端OUTB的電位相等，在這種情況下，第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二極體D4、第七二極體D7、第八二極體D8兩端的電壓均為零，故沒有電流流過。只有第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB的輸入電流(為nA級甚至pA級)影響到測試端HV和LV。第五穩壓管D5、第六穩壓管D6的漏電流完全由第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB提供，使其漏電流以及溫度特性不再影響儀器的測試性能。
權利要求1.測量儀器輸入輸出端的保護電路，其特徵在於，包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一二極體、第二二極體、第三二極體、第四二極體、第五穩壓管、第六穩壓管、第七二極體、第八二極體、第一補償電容、第一電阻、第二補償電容以及第四電阻； 第一二極體的陰極端與第一運算放大器的同相輸入端連接，第一二極體的陽極端與第二二極體的陰極端連接，第二二極體的陽極端連接於第一運算放大器的輸出端；第三二極體的陽極端與第一運算放大器的同相輸入端連接，第三二極體的陰極端與第四二極體的陽極端連接，第四二極體的陰極端連接於第一運算放大器的輸出端，第一補償電容的兩端與第一電阻並聯形成的支路連接於第一運算放大器反相輸入端和輸出端之間； 第五穩壓管的陰極端與第一運算放大器的輸出端連接，第五穩壓管的陽極端與第六穩壓管的陰極端連接，第六穩壓管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接； 第七二極體的陰極端與第二運算放大器的輸出端連接，第七二極體的陽極端與第二運算放大器的同相輸入端連接，第八二極體的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接，第八二極體的陰極端與第二運算放大器的同相輸入端連接，第二補償電容的兩端與第四電阻並聯形成的支路連接於第二運算放大器反相輸入端和輸出端之間。
2.根據權利要求1所述的測量儀器輸入輸出端的保護電路，其特徵在於，還包括第二電阻、第三電阻、第五電阻以及第六電阻，第二電阻的一端與第一運算放大器的同相輸入端連接，第三電阻的一端連接於第一運算放大器的輸出端；第五電阻的一端與第二運算放大器的同相輸入端連接，第六電阻的一端連接於第二運算放大器的輸出端。
專利摘要本實用新型涉及一種測量儀器輸入輸出端的保護電路，第一二極體的陽極端與第二二極體的陰極端連接，第二二極體的陽極端連接於第一運算放大器的輸出端；第三二極體的陽極端與第一運算放大器的同相輸入端連接，第三二極體的陰極端與第四二極體的陽極端連接，第四二極體的陰極端連接於第一運算放大器的輸出端，第一補償電容的兩端與第一電阻並聯形成的支路連接於第一運算放大器反相輸入端和輸出端之間；第五穩壓管的陰極端與第一運算放大器的輸出端連接，第五穩壓管的陽極端與第六穩壓管的陰極端連接，第六穩壓管的陽極端與第二運算放大器的輸出端連接。本實用新型可克服現有直流測量儀器上採用的輸入輸出端保護電路漏電流大，溫度特性差的缺陷。
文檔編號H02H9/04GK203054026SQ20122073025
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者尹國彥, 孔伯樂, 何繼明, 趙浩華, 高志齊, 劉瑜 申請人:常州同惠電子股份有限公司