一种提高低频信号幅度输出及控制其精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高低频信号幅度输出及控制其精度的方法，是通过一电路完成，所述电路在基于运算放大电路提高低频信号幅度的基础上，同时可提高低频信号幅度输出分辨率；其包括，运算放大电路和叠加电路；原理为通过运算放大电路将低频信号幅度放大，使其输出放大的基准信号源，再通过信号叠加电路将分辨率不高的输出基准信号源叠加从而实现在不丢失低频信号幅度分辨率情况下的大信号输出；本发明专利技术所述的提高低频信号幅度输出及控制其精度的方法克服了现有技术中低频信号输出幅度精度受限于数模转换芯片即DAC蕊片，也就是低频信号输出幅度经运算放大电路比例放大幅度满足要求时，却降低了低频信号输出幅度的分辨率弊端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子信号处理、信号分析、电子测试设备领域的一种提高低频信号幅度输出及控制精度的方法。
技术介绍
现有工作中很多场合要求提供纯模拟低频信号，常用的方法是由微处理器一控制数模转化芯片一 DAClJn:DAC0832，AD7520以及外围电路来产生对模拟信号的低频信号输出，当需要低频大幅度信号时还需对信号进行放大。如图1为常用的低频信号幅度输出及控制方法所采用的运算放大电路图；所述运算放大电路一 I包括，微处理器一 3、数模转换模块一 DACl、幅度衰减控制电路模块一 2、运算放大器一 Al、反馈电阻一 Rfl、输入电阻一Ri和平衡电阻一 Rll ;所述微处理器一 3与所述数模转换模块一 DACl输入端及幅度衰减控制电路模块一 2输入端相连；所述幅度衰减控制电路模块一 2输出端与数模转换模块一DACl输出端相连，所述数模转换模块一 DACl输出端同时与所述运算放大器一 All的输入端相连，所述运算放大器一 All的输入端连有输入电阻一 Ri，基极端连有平衡电阻一 R11，所述反馈电阻一 Rfl两端分别与运算放大器一 All的输入输出端相连；所述微处理器一 3控制数模转换模块一 DACl将信号进行满幅度输出，同时满幅度输出的信号受所述幅度衰减控制电路模块一 2控制其信号幅度的衰减，产生衰减幅度输出电压信号一 VDACl，衰减幅度输出电压信号一 VDACl再经所述运算放大器一 All对信号进行放大，放大倍数为一 Rfl /Ri0不足之处在于:常用的低频信号幅度输出及控制方法，其产生的低频信号输出幅度精度受限于数模转换芯片一即DACl蕊片，同时当低频信号输出幅度经运算放大电路比例放大且幅度满足要求时，低频信号输出幅度的分辨率却大大降低了。在图1中，输出VOUTl=-Rfl/Ri*VDACl，当VDACl输出的信号是峰值1V的低频正弦信号，幅度衰减控制电路模块的分辨率为10位时；如果需要VOUTl输出的信号峰值是1V以内的低频正弦信号时，则Rfl / Ri=l，幅度控制最小值为10/1022=9.36mV;如果需要将信号幅度放大使VOUTI输出的信号峰值是20V以内的低频正弦信号时，则Rf I /Ri=2，幅度控制最小值20/1022=19.52mV，输出信号控制精度降低了一倍，如果信号放大幅度更大的话，则信号控制精度将降低得越大。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供，使其克服现有方法中低频信号输出幅度经放大电路对其信号进行幅度放大后，却大大降低低频信号输出幅度的分辨率弊端。为解决上述技术问题，本专利技术主要解决的技术问题是提供，其通过一电路来实现，所述电路包括运算放大电路，所述运算放大电路将低频信号幅度放大，使其输出放大后的基准信号源；所述运算放大电路包括，微处理器、数模转换模块DAC、幅度衰减控制电路模块、运算放大器A1、反馈电阻Rf、输入电阻Ri和平衡电阻Rl ;所述微处理器与所述数模转换模块DAC输入端及幅度衰减控制电路模块输入端相连；所述幅度衰减控制电路模块输出端与数模转换模块DAC输出端相连，所述数模转换模块DAC输出端同时与所述运算放大器Al的输入端相连，所述运算放大器Al的输入端连有输入电阻RiI，基极端连有平衡电阻Rl，所述反馈电阻Rf两端分别与运算放大器Al的输入输出端相连；所述微处理器控制数模转换模块DAC将信号进行满幅度输出，同时满幅度输出的信号受所述幅度衰减控制电路模块控制其信号幅度的衰减，所述数模转换模块DAC产生的低频信号再经所述运算放大器Al对信号进行放大，放大倍数为一 Rf / Ri ;所述提高低频信号幅度输出及控制其精度的方法，还包括叠加电路，所述叠加电路将放大后的精度不高的输出基准信号源相叠加从而实现在不丢失低频信号幅度分辨率情况下的大信号输出； 优选的，所述叠加电路包含有继电器、多个输入电阻，和多个平衡电阻，所述继电器接线端与微处理器及数模转换模块DAC相连，多个所述输入电阻Ril、输入电阻Ri2、输入电阻Ri3相并联后与继电器触点开关K2，继电器触点开关K3相连，另一端与运算放大器Al的输入端相连，多个平衡电阻R1、平衡电阻R2、平衡电阻R3并联后一端与继电器触点开关K4、继电器触点开关K5相连，另一端与运算放大器Al的基极端相连；所述微处理器控制数模转换模块DAC，根据幅度需要通断继电器触点开关K2、继电器触点开关K3、继电器触点开关K4、继电器触点开关K5所在回路，数模转换模块DAC满幅度输出后受幅度衰减控制电路模块控制，完成衰减幅度输出电压信号VDAC，同时提供满幅度输出信号VDAO，供放大电路使用。优选的，多个所述输入电阻Ril、输入电阻Ri2、输入电阻Ri3阻值彼此相等且与反馈电阻Rf阻值相等，提高精度。本专利技术的有益效果是克服了现有技术中低频信号输出幅度精度受限于数模转换芯片即DAC蕊片，也就是低频信号输出幅度经运算放大电路比例放大，幅度满足要求时，却降低了低频信号输出幅度分辨率的弊端。【附图说明】图1是常用的低频信号幅度输出及控制方法所采用的电路图； 图2是本专利技术所述的所采用的一种电路图；其中，1、运算放大电路一；2、幅度衰减控制电路模块一；3、微处理器一；4、运算放大电路；5、幅度衰减控制电路模块；6、叠加电路；7、微处理器；8、继电器；A11、运算放大器一All ;A1、运算放大器Al ;R1、输入电阻一 Ri ;Ril、输入电阻Ril ;Ri2、输入电阻Ri2 ;Ri3、输入电阻Ri3 ;R11、平衡电阻一 ；R1、平衡电阻Rl ;R2、平衡电阻R2 ;R3、平衡电阻R3 ； Rfl、反馈电阻一 Rfl ;Rf、反馈电阻Rf ;DAC1、数模转换模块一 ；DAC、数模转换模块；VDAC1、衰减幅度输出电压信号一 ；VDAC、衰减幅度输出电压信号；VDAO、数模转换电压输出信号；K2、继电器触点开关Κ2 ;Κ3、继电器触点开关Κ3 ； Κ4、继电器触点开关Κ4 ;Κ5、继电器触点开关Κ5 ;V0UT1、现有方法所采用的运算放大电路一中最终输出的电压信号；VOUT、本专利技术方法所采用的运算放大电路中最终输出的电压信号。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图2所示的本专利技术所述的所采用的一种电路图，包括运算放大电路4，所述运算放大电路4将低频信号幅度放大，使其输出放大后的基准信号源；所述运算放大电路包括，微处理器7、数模转换模块DAC、幅度衰减控制电路模块5、运算放大器Al、反馈电阻Rf、输入电阻Ri和平衡电阻Rl ;所述微处理器7与所述数模转换模块DAC输入端及幅度衰减控制电路模块5输入端相连；所述幅度衰减控制电路模块5输出端与数模转换模块DAC输出端相连，所述数模转换模块DAC输出端同时与所述运算放大器Al的输入端相连，所述运算放大器Al的输入端连有输入电阻Ril，基极端连有平衡电阻R1，所述反馈电阻Rf两端分别与运算放大器Al的输入输出端相连；所述微处理器7控制数模转换模块DAC将信号当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高低频信号幅度输出及控制其精度的方法，是通过一电路完成，所述电路，包括运算放大电路（4），所述运算放大电路（4）将低频信号幅度放大，使其输出放大后的基准信号源；所述运算放大电路包括，微处理器（7）、数模转换模块DAC（DAC）、幅度衰减控制电路模块（5）、运算放大器A1（A1）、反馈电阻Rf（Rf）、输入电阻Ri1（Ri1）和平衡电阻R1（R1）；所述微处理器（7）与所述数模转换模块DAC（DAC）输入端及幅度衰减控制电路模块（5）输入端相连；所述幅度衰减控制电路模块（5）输出端与数模转换模块DAC（DAC）输出端相连，所述数模转换模块DAC（DAC）输出端同时与所述运算放大器A1（A1）的输入端相连，所述运算放大器A1（A1）的输入端连有输入电阻Ri1（Ri1），基极端连有平衡电阻R1（R1），所述反馈电阻Rf （Rf）两端分别与运算放大器A1（A1）的输入输出端相连；所述微处理器（7）控制数模转换模块DAC（DAC）将信号进行满幅度输出，同时满幅度输出的信号受所述幅度衰减控制电路模块（5）控制其信号幅度的衰减，所述数模转换模块DAC（DAC）产生的低频信号再经所述运算放大器A1（A1）对信号进行放大，放大倍数为－Rf / Ri；所述提高低频信号幅度输出及控制其精度的方法，其特征在于还包括叠加电路（6），所述叠加电路（6）将放大后的精度不高的输出基准信号源相叠加从而实现在不丢失低频信号幅度分辨率情况下的大信号输出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张进峰，
申请(专利权)人：苏州市职业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32