一種雙通道採樣電路的製作方法

2023-06-06 02:09:31

專利名稱：一種雙通道採樣電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及小電壓信號採樣電路。
背景技術：
隨著繼電保護行業的不斷發展，現場應用對繼電保護裝置的採樣精度的要求越來越高，能準確地反應出系統的運行情況，包括系統運行的各個電參量和系統運行的狀態。繼電保護裝置的精度要求也越來越高，由於繼電保護行業的採樣範圍要求寬，現有的繼電保護裝置中的採樣電路已經不能既要滿足大信號的精度又要兼顧小信號的精度的要求。

實用新型內容本實用新型提供了一種，以解決現有的繼電保護裝置中的採樣電路已經不能既要滿足大信號的精度又要兼顧小信號的精度的要求的技術問題。為達到上述發明目的，本實用新型所採用的技術方案為:提供了一種雙通道採樣電路，包括電流、電壓轉換電路，其特徵在於:該電路還包括採樣小信號的通道一和採樣大信號的通道二 ；通道一對從電流、電壓轉換電路來的信號作1:1放大處理得到小信號，通道二對從電流、電壓轉換電路來的信號作放大處理得到大信號，放大倍數大於通道一；所述通道一和通道二的結構相同；所述通道一包括通道一放大電阻一、通道一放大電阻二、參考電壓基準、通道一單極性運放、通道一限流電阻、通道一濾波電容和通道一嵌位二極體；所述通道二包括通道二放大電阻一、通道二放大電阻二、參考電壓基準、通道二單極性運放、通道二限流電阻、通道二濾波電容和通道二嵌位二極體；電流、電壓互感器轉化電路出來的小電壓信號，一路經過通道一放大電阻一、通道一放大電阻二、通道一單極性運放組成的運放電路到通道一單極性運放的第14腳，放大後的小電壓信號經過通道一限流電阻限流後再經過通道一濾波電容和通道一嵌位二極體濾波和嵌位後產生小信號；一路經過通道二放大電阻一、通道二放大電阻二、通道二單極性運放組成的運放電路到通道二單極性運放的第8腳，放大後的小電壓信號經過通道二限流電阻限流後再經過通道二濾波電容和通道二嵌位二極體濾波和嵌位後產生大信號。所述通道二的放大倍數為10倍。所述單極性運放為TLC2274。通道一放大電阻二與通道一放大電阻一的比值小於通道二放大電阻二(R5)與通道二放大電阻一(R4)的比值，這樣通道一得到的信號為小信號，通道二得到的12信號為大信號。本實用型的有益效果是:電流、電壓轉化電路出來的小電壓信號，分別經過兩路通道、一路作1:1放大處理(保證採樣範圍)得到小信號II，一路作10倍放大處理(保證小信號的精度)得到大信號12，得到的這兩個信號再分別送給單片機的兩個採樣口，單片機通過內置程序對採樣信號作相應的濾波、運算處理，這樣既能保證整個採樣範圍，又能保證小信號的採樣的精度。

圖1為本實用新型的電路圖。其中，1-電流、電壓互感器出來後的小電壓信號；1-通道一(輸出小信號II);Rl-通道一放大電阻一R2-通道一放大電阻二；Ul-通道一單極性運放(16腳運放，共有4通道)；R3-通道一限流電阻；Il-小信號，進單片機採集口；Cl-通道一濾波電容；Dl-通道一嵌位二極體；2-通道二 (輸出大信號12 );R4-通道二放大電阻一R5-通道二放大電阻二；U2-通道二單極性運放(16腳運放，共有4通道)；R6-通道二限流電阻；12-大信號，進單片機採集口；C2-通道二濾波電容；D2-通道二嵌位二極體；REF-參考電壓基準。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細地描述:如圖1所示,該雙通道採樣電路,包括電流、電壓轉換電路,該電路還包括採樣小信號Il的通道一 I和採樣大信號12的通道二 2 ;通道一 I對從電流、電壓轉換電路來的信號作1:1放大處理得到小信號II，通道二 2對從電流、電壓轉換電路來的信號作放大處理，放大倍數大於通道一 1，優選為10倍，得到大信號12 ;所述通道一 I和通道二 2的結構相同；所述通道一 I和通道二 2包括電流、電壓轉換電路、放大電阻一、放大電阻二、參考電壓基準、單極性運放、限流電阻、濾波電容和嵌位二極體；所述電流、電壓互感器轉化電路出來的小電壓信號I分成兩路分別進入通道一 I和通道二 2的放電大路，所述放大電路由放大電阻一、放大電阻二和單極性運放組成，放大後的小電壓信號I經過限流電阻限流後再經過濾波電容和嵌位二極體濾波和嵌位後，產生小信號Il和大信號12 ;小信號Il和大信號12分別送給單片機的兩個採樣口。其中，通道一放大電阻二 R2與通道一放大電阻一 Rl的比值小於通道二放大電阻二(R5)與通道二放大電阻一(R4)的比值，這樣通道一得到的信號為小信號II，通道二得到的12信號為大信號12。具體說明如下:所述通道一 I包括通道一放大電阻一 R1、通道一放大電阻二 R2、參考電壓基準REF、通道一單極性運放U1、通道一限流電阻R3、通道一濾波電容Cl和通道一嵌位二極體Dl ；所述通道二 2包括通道二放大電阻一 R4、通道二放大電阻二 R5、參考電壓基準REF、通道二單極性運放U2、通道二限流電阻R6、通道二濾波電容C2和通道二嵌位二極體D2。電流、電壓互感器轉化電路出來的小電壓信號I，一路經過通道一放大電阻一 R1、通道一放大電阻二 R2、通道一單極性運放Ul組成的運放電路到通道一單極性運放Ul的第14腳，放大後的小電壓信號I經過通道一限流電阻R3限流後再經過通道一濾波電容Cl和通道一嵌位二極體Dl濾波和嵌位後，產生小信號II。一路經過通道二放大電阻一 R4、通道二放大電阻二 R5、通道二單極性運放U2組成的運放電路到通道二單極性運放U2的第8腳，放大後的小電壓信號I經過通道二限流電阻R6限流後再經過通道二濾波電容C2和通道二嵌位二極體D2濾波和嵌位後,產生大信號12。其中通道一 I和通道二 2的放大情況為:通道一放大電阻二 R2與通道一放大電阻一 Rl的比值小於通道二放大電阻二(R5)與通道二放大電阻一(R4)的比值，這樣通道一得到的信號為小信號II，通道二得到的12信號為大信號12。再將小信號Il和大信號12送給單片機的兩個採樣口，對採樣信號作相應的濾波、運算處理，這樣既能保證整個採樣範圍，又能保證小信號的採樣的精度。本實用新型的工作原理是:所述的電流、電壓轉換電路，直接將大電流、電壓信號轉換成小電壓信號，供兩路通道放大處理用。所述的放大電阻分別與運放的埠連接，實現信號的放大處理。所述的參考電壓基準為由單片機的採樣基準提供，實現對單極性運放提供參考電壓基準，將小電壓信號抬升到單片機所能處理的範圍。所述的單極性運放與放大電阻配合，實現小電壓信號的放大處理。所述的限流電阻實現信號的限流作用。所述的濾波電容實現對信號的濾波處理。所述的嵌位二極體對放大後信號作嵌位作用，防止信號過大，損壞單片機。本實用新型並不限於上述實例，在本實用新型的權利要求書所限定的範圍內，本領域技術人員不經創造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護。
權利要求1.一種雙通道採樣電路，包括電流、電壓轉換電路，其特徵在於:該電路還包括採樣小信號(11)的通道一(I)和採樣大信號(I 2 )的通道二( 2 );通道一(I)對從電流、電壓轉換電路來的信號作1:1放大處理得到小信號(II)，通道二(2)對從電流、電壓轉換電路來的信號作放大處理得到大信號(12)，放大倍數大於通道一(I);所述通道一(I)和通道二(2)的結構相同； 所述通道一(I)包括通道一放大電阻一(R1)、通道一放大電阻二(R2)、參考電壓基準(REF)、通道一單極性運放(U1)、通道一限流電阻(R3)、通道一濾波電容(Cl)和通道一嵌位二極體(Dl)； 所述通道二(2)包括通道二放大電阻一(R4)、通道二放大電阻二(R5)、參考電壓基準(REF)、通道二單極性運放(U2)、通道二限流電阻(R6)、通道二濾波電容(C2)和通道二嵌位二極體(D2)； 電流、電壓互感器轉化電路出來的小電壓信號(I)，一路經過通道一放大電阻一(R1)、通道一放大電阻二(R2)、通道一單極性運放(Ul)組成的運放電路到通道一單極性運放(Ul)的第14腳，放大後的小電壓信號(I)經過通道一限流電阻(R3)限流後再經過通道一濾波電容(Cl)和通道一嵌位二極體(Dl)濾波和嵌位後產生小信號(Il);一路經過通道二放大電阻一(R4)、通道二放大電阻二(R5)、通道二單極性運放(U2)組成的運放電路到通道二單極性運放(U2)的第8腳，放大後的小電壓信號(I)經過通道二限流電阻(R6)限流後再經過通道二濾波電容(C2 )和通道二嵌位二極體(D2 )濾波和嵌位後產生大信號(12)。
2.根據權利要求1所述的雙通道採樣電路，其特徵在於:所述通道二(2)的放大倍數為10倍。
3.根據權利要求1或2所述的雙通道採樣電路，其特徵在於:所述單極性運放為TLC2274。
4.根據權利要求1或2所述的雙通道採樣電路，其特徵在於:通道一放大電阻二(R2)與通道一放大電阻一(Rl)的比值小於通道二放大電阻二(R5)與通道二放大電阻一(R4)的比值。
專利摘要本實用新型公開了一種雙通道採樣電路，包括電流、電壓轉換電路，該電路還包括採樣小信號的通道一和採樣大信號的通道二；通道一對從電流、電壓轉換電路來的信號作1:1放大處理得到小信號，通道二對從電流、電壓轉換電路來的信號作放大處理，放大倍數大於通道一，優選為10倍，得到大信號；通道一和通道二的結構相同，包括電流、電壓轉換電路、放大電阻一、放大電阻二、參考電壓基準、單極性運放、限流電阻、濾波電容和嵌位二極體。電流、電壓轉化電路出來的小電壓信號,分別經過兩路通道、一路作1:1放大處理(保證採樣範圍)得到小信號，一路作10倍放大處理(保證小信號的精度)得到大信號，這樣既能保證整個採樣範圍，又能保證小信號的採樣的精度。
文檔編號G01R19/00GK203164265SQ201320127930
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月20日 優先權日2013年3月20日
發明者邵祥雨 申請人:成都瑞科電氣有限公司