變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路的製作方法

2023-04-29 20:46:11 4

變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開了變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，包括初級放大電路、帶通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，初級放大電路包括第一放大器，帶通濾波電路的第三電阻兩端分別與第一放大器輸出端和第八電容連接，其第八電容相對連接第三電阻端的另一端與第二放大器的同相輸入端連接，其第四電阻一端連接在第三電阻與第八電容之間的線路上，第四電阻另一端與第二放大器的反相輸入端連接。次級放大電路的第三放大器同相輸入端與第二放大器輸出端連接，其第二可調電阻兩端分別與第三放大器反相輸入端和輸出端連接，其第三放大器輸出端與放大信號輸出線路連接。本發明應用時經過兩級放大及濾波，能保證探測信號在後續能準確顯示。
【專利說明】變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及變電站安全防護領域，具體是變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路。
【背景技術】
[0002]變電站長期處於封閉狀態，其內空氣處於非流動狀態，變電站內易沉積大量分子量高的氣體，因此，對變電站內氣體濃度進行定期檢測尤為重要。為了檢測變電站內氣體濃度，現今設計了一種變電站氣體濃度檢測系統，其包括傳感器、直流穩壓電源、模數轉換電路及數字顯示電路，該檢測系統應用時由直流穩壓電源為整個系統供電，傳感器將探測到的氣體濃度信號轉換成電壓信號，並經過模數轉換電路轉換後通過數字顯示電路顯示氣體濃度值。其中，該系統應用時傳感器探測到的信號微弱，信號在傳輸過程中會發生衰減和吸收，數字顯示電路不能準確的反映變電站內氣體濃度，如此，會對作業人員造成誤導而存在安全隱患。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種能對傳感器探測信號進行放大，以便直觀顯示變電站內氣體濃度的變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路。
[0004]本發明解決上述問題主要通過以下技術方案實現:變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，包括初級放大電路、帶通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，所述初級放大電路包括第一放大器，所述帶通濾波電路包括第二放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電容及第八電容，所述第三電阻兩端分別與第一放大器輸出端和第八電容連接，第八電容相對連接第三電阻端的另一端與第二放大器的同相輸入端連接，第四電阻一端連接在第三電阻與第八電容之間的線路上，其另一端與第二放大器的反相輸入端連接，所述第七電容、第五電阻及第六電阻均一端接地，第七電容相對其接地端的另一端連接在第三電阻與第八電容之間的線路上，第五電阻相對其接地端的另一端連接在第八電容與第二放大器同相輸入端之間的線路上，第六電阻相對其接地端的另一端連接在第四電阻與第二放大器反相輸入端之間的線路上；所述次級放大電路包括第三放大器、第二可調電阻、第七電阻及第八電阻，所述第三放大器同相輸入端與第二放大器輸出端連接，第二可調電阻兩端分別與第三放大器反相輸入端和輸出端連接，第七電阻一端連接在第三放大器反相輸入端與第二可調電阻之間的線路上，其另一端接地，所述第八電阻兩端分別與第三放大器輸出端和放大信號輸出線路連接。本發明應用時，傳感器探測到的信號由第一放大器的同相輸入端和反相輸入端輸入，經過第一放大器進行初級放大後，由帶通濾波電路進行濾波，再經過次級放大電路再次放大後由放大信號輸出線路輸出。
[0005]因AD620是由三個精密運放集成的差分專用儀器運放，其具有低偏移、高增益、高共模擬制比的特點，進一步的，所述第一放大器採用AD620晶片。
[0006]進一步的，所述初級放大電路還包括第一可調電阻，第一可調電阻的兩端分別與第一放大器的第一管腳和第八管腳連接。
[0007]為了防止電源端噪聲耦合進入第一放大器中，進一步的，所述初級放大電路還包括第一磁珠、第二磁珠、第三電容、第四電容、第五電容及第六電容，所述第一磁珠兩端分別連接電源正極和第一放大器的第七管腳，所述第三電容和第四電容並聯構成的並聯支路一端連接在第一磁珠與第一放大器之間的線路上，其另一端接地；所述第二磁珠兩端分別連接電源負極和第一放大器的第四管腳，所述第五電容和第六電容並聯構成的並聯支路一端連接在第二磁珠與第一放大器之間的線路上，其另一端接地。如此，本發明時對第一放大器每個供電弓I腳都與地連接兩個電容，並通過一個磁珠串聯進行電源去耦。
[0008]進一步的，變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，還包括第九電阻，所述第九電阻一端連接在放大信號輸出線路上，其另一端外接電源。
[0009]因0P777晶片是一個超精密的低噪聲運放，具有極低的電壓和電流偏移以及很高的增益穩定性，進一步的，所述第二放大器和第三放大器均採用0P777晶片。
[0010]進一步的，所述初級放大電路還包括第一電容、第二電容、第一電阻及第二電阻，所述第一電容一端與第一放大器的反相輸入端連接，第二電容一端與第一放大器的同相輸入端連接，第一電阻和第二電阻兩者均一端接地，第一電阻相對其接地端的另一端連接在第一電容與第一放大器反相輸入端之間的線路上，第二電阻相對其接地端的另一端連接在第二電容與第一放大器同相輸入端之間的線路上。如此，本發明應用時通過第一電容和第二電容進行交流耦合輸入，第一電容與第一電阻組成高通濾波器，第二電容與第二電阻組成高通濾波器，本發明通過第一電容、第二電容、第一電阻及第二電阻構成的高通濾波器以降低環境中的低頻幹擾。
[0011]綜上所述，本發明具有以下有益效果:(I)本發明包括初級放大電路、帶通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，初級放大電路包括第一放大器，帶通濾波電路包括第二放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電容及第八電容，次級放大電路包括第三放大器、第二可調電阻、第七電阻及第八電阻，第三放大器同相輸入端與第二放大器輸出端連接，第二可調電阻兩端分別與第三放大器反相輸入端和輸出端連接，本發明採用上述結構，整體結構簡單，便於實現，本發明應用時傳感器探測信號由第一放大器輸入並進行放大，再由帶通濾波電路濾波後輸入次級放大電路進行再次放大，傳感器探測信號經放大後能保證數字顯示電路準確的反映變電站內氣體濃度，如此，能消除檢測不精準所存在的安全隱患。
[0012](2)本發明進行再次放大時由帶通濾波電路進行濾波，帶通濾波電路能濾除電路中元件產生的噪聲，如此，能保證信號進行再次放大後也具有足夠高的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發明一個具體實施例的結構示意圖。
[0014]附圖中附圖標記所對應的名稱為:R1、第一電阻，R2、第二電阻，R3、第三電阻，R4、第四電阻，R5、第五電阻，R6、第六電阻，R7、第七電阻，R8、第八電阻，R9、第九電阻，RW1、第一可調電阻，RW2、第二可調電阻，Cl、第一電容，C2、第二電容，C3、第三電容，C4、第四電容，C5、第五電容，C6、第六電容，C7、第七電容，C8、第八電容，Al、第一放大器，A2、第二放大器，A3、第三放大器，L1、第一磁珠，L2、第二磁珠。【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例及附圖，對本發明做進一步地的詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
[0016]實施例:
如圖1所示，變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，包括初級放大電路、帶通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，其中，初級放大電路包括第一放大器Al、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第一電阻R1、第二電阻R2、第一磁珠L1、第二磁珠L2及第一可調電阻RWl,本實施例的第一放大器Al米用AD620晶片，第一可調電阻RWl的兩端分別與第一放大器Al的第一管腳和第八管腳連接，第一電容Cl 一端與第一放大器Al的反相輸入端連接,第二電容C2 —端與第一放大器Al的同相輸入端連接，第一電阻Rl和第二電阻R2兩者均一端接地，第一電阻Rl相對其接地端的另一端連接在第一電容Cl與第一放大器Al反相輸入端之間的線路上,第二電阻R2相對其接地端的另一端連接在第二電容C2與第一放大器Al同相輸入端之間的線路上。第一磁珠LI兩端分別連接電源正極和第一放大器Al的第七管腳，第三電容C3和第四電容C4並聯構成的並聯支路一端連接在第一磁珠LI與第一放大器Al之間的線路上，其另一端接地。第二磁珠L2兩端分別連接電源負極和第一放大器Al的第四管腳，第五電容C5和第六電容C6並聯構成的並聯支路一端連接在第二磁珠L2與第一放大器Al之間的線路上，其另一端接地。
[0017]本實施例的帶通濾波電路包括第二放大器A2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電容C7及第八電容C8，其中，第二放大器A2採用0P777晶片，第二放大器A2的供電引腳外接電源和地，第三電阻R3兩端分別與第一放大器Al輸出端和第八電容C8連接，第八電容C8相對連接第三電阻R3端的另一端與第二放大器A2的同相輸入端連接，第四電阻R4 —端連接在第三電阻R3與第八電容CS之間的線路上，其另一端與第二放大器A2的反相輸入端連接，第七電容C7、第五電阻R5及第六電阻R6均一端接地，第七電容C7相對其接地端的另一端連接在第三電阻R3與第八電容C8之間的線路上，第五電阻R5相對其接地端的另一端連接在第八電容CS與第二放大器A2同相輸入端之間的線路上，第六電阻R6相對其接地端的另一端連接在第四電阻R4與第二放大器A2反相輸入端之間的線路上。
[0018]本實施例的次級放大電路包括第三放大器A3、第二可調電阻RW2、第七電阻R7及第八電阻R8，其中，第三放大器A3也採用0P777晶片，第三放大器A3供電引腳外接電源正負極，第三放大器A3同相輸入端與第二放大器A2輸出端連接，第二可調電阻RW2兩端分別與第三放大器A3反相輸入端和輸出端連接,第七電阻R7 —端連接在第三放大器A3反相輸入端與第二可調電阻RW2之間的線路上，其另一端接地，第八電阻R8兩端分別與第三放大器A3輸出端和放大信號輸出線路連接。本實施例還包括第九電阻R9，第九電阻R9 —端連接在放大信號輸出線路上，其另一端外接電源。本實施例在具體應用時，第一放大器Al、第二放大器A2及第三放大器A3均採用5V電源供電。
[0019]本實施例中第一電阻Rl和第二電阻R2的阻值均為24.7ΚΩ，第三電阻R3的阻值為10 ΚΩ，第四電阻R4的阻值為28 ΚΩ，第五電阻R5的阻值為20 ΚΩ，第六電阻R6和第七電阻R7的阻值均為10 ΚΩ，第八電阻R8和第九電阻R9的阻值均為20 ΚΩ，第一可調電阻RWl的阻值可調範圍為O?50 ΚΩ，第二可調電阻RW2的阻值可調範圍為O?200 ΚΩ，本實施例的第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第六電容C6、第七電容C7及第八電容C8的容值均為0.1 μ F，第四電容C4和第五電容C5兩者均採用有極性鉭電容，兩者容值為10 μ F。
[0020]本實施例應用時，傳感器探測到的信號由第一電容Cl和第二電容C2相對連接第一放大器Al端的另一端輸入，由第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻Rl及第二電阻R2構成的高通濾波電路濾除低頻幹擾，通過調節第一可調電阻RWl的阻值來對初級放大的增益進行調節，進行初級放大後再經過帶通濾波電路進行濾波，保證次級放大時輸入信號的穩定，通過調節第二可調電阻RW2的阻值來對次級放大的增益進行調節，進行次級放大後的信號由放大信號輸入線路輸出。
[0021]如上所述，可較好的實現本發明。
【權利要求】
1.變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，其特徵在於，包括初級放大電路、帶通濾波電路、次級放大電路及放大信號輸出線路，所述初級放大電路包括第一放大器(Al)，所述帶通濾波電路包括第二放大器(A2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電容(C7)及第八電容(CS)，所述第三電阻(R3)兩端分別與第一放大器(Al)輸出端和第八電容(C8)連接，第八電容(C8)相對連接第三電阻(R3)端的另一端與第二放大器(A2)的同相輸入端連接，第四電阻(R4)—端連接在第三電阻(R3)與第八電容(CS)之間的線路上，其另一端與第二放大器(A2)的反相輸入端連接，所述第七電容(C7)、第五電阻(R5)及第六電阻(R6)均一端接地，第七電容(C7)相對其接地端的另一端連接在第三電阻(R3)與第八電容(CS)之間的線路上，第五電阻(R5)相對其接地端的另一端連接在第八電容(CS)與第二放大器(A2)同相輸入端之間的線路上，第六電阻(R6)相對其接地端的另一端連接在第四電阻(R4)與第二放大器(A2)反相輸入端之間的線路上；所述次級放大電路包括第三放大器(A3)、第二可調電阻(RW2)、第七電阻(R7)及第八電阻(R8)，所述第三放大器(A3)同相輸入端與第二放大器(A2)輸出端連接，第二可調電阻(RW2)兩端分別與第三放大器(A3)反相輸入端和輸出端連接，第七電阻(R7) —端連接在第三放大器(A3)反相輸入端與第二可調電阻(RW2)之間的線路上，其另一端接地，所述第八電阻(R8)兩端分別與第三放大器(A3)輸出端和放大信號輸出線路連接。
2.根據權利要求1所述的變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，其特徵在於，所述第一放大器(Al)米用AD620晶片。
3.根據權利要求2所述的變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，其特徵在於，所述初級放大電路還包括第一可調電阻(RW1)，第一可調電阻(RWl)的兩端分別與第一放大器(Al)的第一管腳和第八管腳連接。
4.根據權利要求2所述的變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，其特徵在於，所述初級放大電路還包括 第一磁珠(LI)、第二磁珠(L2 )、第三電容(C3 )、第四電容(C4 )、第五電容(C5)及第六電容(C6)，所述第一磁珠(LI)兩端分別連接電源正極和第一放大器(Al)的第七管腳，所述第三電容(C3)和第四電容(C4)並聯構成的並聯支路一端連接在第一磁珠(LI)與第一放大器(Al)之間的線路上，其另一端接地；所述第二磁珠(L2)兩端分別連接電源負極和第一放大器(Al)的第四管腳，所述第五電容(C5)和第六電容(C6)並聯構成的並聯支路一端連接在第二磁珠(L2)與第一放大器(Al)之間的線路上，其另一端接地。
5.根據權利要求1所述的變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，其特徵在於，還包括第九電阻(R9)，所述第九電阻(R9)—端連接在放大信號輸出線路上，其另一端外接電源。
6.根據權利要求1所述的變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，其特徵在於，所述第二放大器(A2)和第三放大器(A3)均採用0P777晶片。
7.根據權利要求1~6中任意一項所述的變電站氣體濃度檢測系統的信號放大電路，其特徵在於，所述初級放大電路還包括第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第一電阻(Rl)及第二電阻(R2),所述第一電容(Cl)一端與第一放大器(Al)的反相輸入端連接,第二電容(C2)一端與第一放大器(Al)的同相輸入端連接，第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)兩者均一端接地，第一電阻(Rl)相對其接地端的另一端連接在第一電容(Cl)與第一放大器(Al)反相輸入端之間的線路上，第二電阻(R2)相對其接地端的另一端連接在第二電容(C2)與第一放大器(Al)同相輸入端之間的線 路上。
【文檔編號】H03F1/34GK104038162SQ201410274780
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】陳昊宇, 楊天 申請人:國網四川省電力公司成都市新都供電分公司