氣體傳感器的放大電路的製作方法
2023-08-12 15:30:56 1
專利名稱：氣體傳感器的放大電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一种放大電路，更具體地說，涉及一種用於檢測氨氣或甲醛的氣體傳感器的放大電路。
背景技術：
在室內有害氣體檢測領域中，例如在檢驗氨氣或者甲醛氣體時，由於有害氣體的濃度低，化學氣體傳感器的輸出信號非常微弱，需要經過放大電路對其放大之後才能做進一步的處理。氣體傳感器的輸出信號一般在mV級別，因此放大過程中存在著噪聲等問題， 傳統的普通放大電路抗幹擾能力比較差，共模抑制比比較低，而能夠克服這些問題的放大電路，往往設計複雜，成本高昂。
實用新型內容本實用新型要解決是問題在於，針對現有技術中氣體傳感器的放大電路抗幹擾能力比較差，共模抑制比比較低，設計複雜，成本高昂的缺陷，提供一種氣體傳感器的放大電路。本實用新型解決上述問題所採取的技術方案是，提供一種氣體傳感器的放大電路，其特徵在於，包括依次相連的射極跟隨器、電橋電路、電壓放大電路和濾波電路，所述射極跟隨器和電橋電路接收氣體傳感器輸出的信號，對所述信號進行單端/雙端變換處理後，將所述信號輸出至所述電壓放大電路，所述電壓放大電路對所述信號進行放大後，將所述信號輸出至所述濾波電路，所述濾波電路對所述信號進行濾波後，將所述信號輸出至下一級電路。在本實用新型所述的氣體傳感器的放大電路中，所述射極跟隨器包括運算放大器 UlA和電阻R1，氣體傳感器信號輸入端串接所述電阻Rl後與所述運算放大器UlA的正向輸入端相連，所述運算放大器UlA的輸出端與反向輸入端相連，所述電阻Rl的阻值可調。在本實用新型所述的氣體傳感器的放大電路中，所述電橋電路包括電阻Ra、電阻 Rb、電阻Rc和電阻Rd，所述電阻Rc和電阻Rd的連接處為正激勵輸入端，串接電阻R2後與所述運算放大器UlA的輸出端相連；所述電阻Ra和電阻Rb的連接處為負激勵輸入端，接地；所述電阻Ra和電阻Rd的連接處為正信號輸出端；所述電阻Rb和電阻Rc的連接處為負信號輸出端。在本實用新型所述的氣體傳感器的放大電路中，所述電壓放大電路包括運算放大器U2A、電阻R3和電容C3，所述運算放大器U2A的正向輸入端接所述負信號輸出端，所述運算放大器U2A的負向輸入端接所述正信號輸出端。在本實用新型所述的氣體傳感器的放大電路中，所述濾波電路包括運算放大器 U3A、電阻R4、電阻R5，電容Cl和電容C2，[0013]所述運算放大器U3A的正向輸入端經電容Cl接地，並串接所述電阻R5和電阻R4 後與所述運算放大器U2A的輸出端相連，所述運算放大器U3A的輸出端與反向輸入端相連，並串接所述電容C2後與所述電阻R4和電阻R5的連接處相連。實施本實用新型提供的氣體傳感器的放大電路具有以下有益效果抗幹擾能力強，共模抑制比高，設計簡單，成本較低。
圖1是本實用新型氣體傳感器的放大電路的框圖；圖2是本實用新型氣體傳感器的放大電路的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細的說明。請參閱圖1，為本實用新型氣體傳感器的放大電路的框圖。如圖1所示，所述放大電路包括射極跟隨器、電橋電路、電壓放大電路、濾波電路，所述射極跟隨器、電橋電路接收前級電路，即氣體傳感器輸出電路輸出的信號，經過阻抗變換處理後輸出至電壓放大電路， 所述電壓放大電路對信號進行放大，輸出至濾波電路，所述濾波電路對信號進行過濾，輸出至下一級電路。請參閱圖2，為本實用新型氣體傳感器的放大電路的電路圖，如圖2所示，本實用新型氣體傳感器的放大電路包括射極跟隨器、電橋電路、電壓放大電路、濾波電路。射極跟隨器包括運算放大器UlA和電阻Rl。運算放大器UlA採用LM324四運放電路晶片。1腳為輸出端，2腳為反向輸入端，3腳為正向輸入端，4腳為接電源端，11腳為接地端。電阻Rl阻值可調，可以採用滑線變阻器。運算放大器UlA的1腳和2腳相連，氣體傳感器信號輸入端電阻Rl後與運算放大器UlA的3腳連接，11腳接地，4腳接電源，1腳與反向輸入端2腳連接。電橋電路包括電阻Ra、電阻Mk電阻Rc和電阻Rd。電阻Rc和電阻Rd的連接處為正激勵輸入端，串接電阻R2後與運算放大器的輸出端相連；電阻Ra和電阻Rb的連接處為負激勵輸入端，接地，電阻Ra和電阻Rd的連接處為正信號輸出端；電阻Rb和電阻Rc的連接處為負信號輸出端。電壓放大電路包括運算放大器U2A、電阻R3和電容C3。運算放大器U2A採用AD620 儀器用運放晶片。2腳為反向輸入端，3腳為正向輸入端，4腳為接地端，6腳為輸出端，7腳為接電源端，1腳與8腳之間通過活動變阻器連接。運算放大器U2A的3腳，接惠斯通電橋的負信號輸出端，反向輸入端2腳接惠斯通電橋的正信號輸出端，4腳接地，7腳串接電容C3接地，並同時接電源，1腳與8腳通過電阻 R3連接。濾波電路包括運算放大器U3A、電阻R4、電阻R5，電容Cl和電容C2。運算放大器 U3A採用LM358雙運放晶片。1腳為輸出端，2腳為反向輸入端，3腳為正向輸入端，4腳為接地端，8腳為接電源端。運算放大器U3A的3腳經電容Cl接地，並串接電阻R4和電阻R5後與運算放大器 U2A的正向輸出端6腳相連接，1腳為輸出端，輸出電壓信號，並分別與反向輸入端2腳相連接，串接電容C2與電阻R4和電阻R5的連接處相連，4腳接地，8腳接電源。本實用新型在氣體傳感器的輸出信號與電壓放大電路之間，設計了一個射極跟隨器和惠斯通電橋電路，其中射極跟隨器具有輸入高阻抗，輸出低阻抗、電壓增益近似為1的特性，使得它在電路中可以起到阻抗匹配的作用，同時可以提高電路的共模抑制比，能夠使得後一級的放大電路更好的工作；惠斯通電橋電路具有高靈敏、高準確的特性，使得它在電路中可以起到提高電路靈敏度的作用，同時電橋電路可以將單輸入轉換為雙輸出，便於後級電壓放大電路的工作。本實用新型所設計的先放大後濾波的方案，主要是考慮到氣體傳感器輸出微弱信號的特性，先放大後濾波可以避免通常所採用的先濾波後放大方案，將原來很小幅值信號衰減的更小的弊端。本實用新型在電路晶片選型上，充分考慮結構簡單，性能優良，價格低廉的特點， 所述射極跟隨器採用LM324四運放電路晶片，其具有電源電壓範圍寬，靜態功耗小，可單電源使用，價格低廉等優點；所述電壓放大電路採用AD620儀器用運放晶片，其具有低功耗、 高精密度、輸入阻抗大，可變增益等特點，通過對1腳和8腳之間串接的滑線變阻器的調節， 可以實現1 10000倍的增益調節；所述濾波電路採用LM358雙運放晶片，其具有內部頻率補償、寬電壓輸入範圍等特點，通過與周邊電阻、濾波電容的協作實現對電壓信號的濾波。本實用新型提供的氣體傳感器的放大電路，不僅可用於放大氨氣或者甲醛氣體傳感器的輸出信號，同樣也適用於其他氣體傳感器，適用範圍廣。以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
權利要求1.一種氣體傳感器的放大電路，其特徵在於，包括依次相連的射極跟隨器、電橋電路、 電壓放大電路和濾波電路，所述射極跟隨器和電橋電路接收氣體傳感器輸出的信號，對所述信號進行單端/雙端變換處理後，將所述信號輸出至所述電壓放大電路，所述電壓放大電路對所述信號進行放大後，將所述信號輸出至所述濾波電路，所述濾波電路對所述信號進行濾波後，將所述信號輸出至下一級電路。
2.根據權利要求1所述的氣體傳感器的放大電路，其特徵在於，所述射極跟隨器包括運算放大器UlA和電阻R1，氣體傳感器信號輸入端串接所述電阻Rl後與所述運算放大器 UlA的正向輸入端相連，所述運算放大器UlA的輸出端與反向輸入端相連，所述電阻Rl的阻值可調。
3.根據權利要求2所述的氣體傳感器的放大電路，其特徵在於，所述電橋電路包括電阻Ra、電阻Rb、電阻Rc和電阻Rd，所述電阻Rc和電阻Rd的連接處為正激勵輸入端，串接電阻R2後與所述運算放大器 UlA的輸出端相連；所述電阻Ra和電阻Rb的連接處為負激勵輸入端，接地；所述電阻Ra和電阻Rd的連接處為正信號輸出端；所述電阻Rb和電阻Rc的連接處為負信號輸出端。
4.根據權利要求3所述的氣體傳感器的放大電路，其特徵在於，所述電壓放大電路包括運算放大器U2A、電阻R3和電容C3，所述運算放大器U2A的正向輸入端接所述負信號輸出端，所述運算放大器U2A的負向輸入端接所述正信號輸出端。
5.根據權利要求4所述的氣體傳感器的放大電路，其特徵在於，所述濾波電路包括運算放大器U3A、電阻R4、電阻R5，電容Cl和電容C2，所述運算放大器U3A的正向輸入端經電容Cl接地，並串接所述電阻R5和電阻R4後與所述運算放大器U2A的輸出端相連，所述運算放大器U3A的輸出端與反向輸入端相連，並串接所述電容C2後與所述電阻R4 和電阻R5的連接處相連。
專利摘要本實用新型涉及一種氣體傳感器的放大電路，其特徵在於，包括依次相連的射極跟隨器、電橋電路、電壓放大電路和濾波電路，射極跟隨器和電橋電路接收氣體傳感器輸出的信號，對信號進行單端/雙端變換處理後，將信號輸出至電壓放大電路，電壓放大電路對信號進行放大後，將信號輸出至濾波電路，濾波電路對信號進行濾波後，將信號輸出至下一級電路。本實用新型提供的氣體傳感器的放大電路，具有抗幹擾能力強，共模抑制比高，設計簡單，成本較低的有益效果。
文檔編號H03F3/45GK201976074SQ20112005130
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月1日 優先權日2011年3月1日
發明者儲向峰, 張千峰, 張輝宜, 張鐵, 齊開彪 申請人:深圳市聯祥瑞智能設備有限公司