一种单电源轨对轨绝对值电路制造技术

一种单电源轨对轨绝对值电路，包括：正半周信号处理电路，所述正半周信号处理电路包括第一电阻和正信号消除器件，所述第一电阻第一端连接输入信号端；负半周信号处理电路，所述负半周信号处理电路包括第二电阻和负信号消除器件，所述第二电阻第一端连接所述输入信号端；绝对值运算处理电路，所述绝对值运算处理电路包括第一运算放大器，所述包括第一运算放大器的同相输入端连接所述负半周信号处理电路的输出端，所述第一运算放大器反相输入端连接所述正半周信号处理电路的输出端。本发明专利技术的单电源轨对轨绝对值电路结构设计巧妙，提高了绝对值电压的测量精度，降低了产品成本。降低了产品成本。降低了产品成本。

【技术实现步骤摘要】
一种单电源轨对轨绝对值电路


[0001]本专利技术涉及绝对值电路领域，更具体的说是，涉及一种单电源轨对轨绝对值电路。

技术介绍

[0002]大多数绝对值电路采用正负双电源，常见的绝对值电路如图1所示。事实上，在很多实际应用场合，出于成本或其他现实条件(例如空间)的考虑，并不具备双电源条件，只能在单个正电源条件下工作(负电源采用的机会不多)。
[0003]电路中为达到电压波形从负半周到正半周倒相的目的，多采用二极管达此目标。由于二极管的正向压降和PN结非线性特性，从而导致实际获取的电压波形存在失真，这会在要求精密测量时尤其是小信号测量时产生较大测量误差，如图1中的二极管D1和D2，尤其是D2的影响。
[0004]专利号92108452.8中国专利技术专利提供的一种改进的绝对值电路，使用了单电源供电方案进行绝对值测量，不使用二极管。原理是：当输入负极性信号时，运放反相放大，输出正信号，和原始信号负半周经电阻分压后合成输出正半周信号；当输入正极性信号时，运放因电源负极接地被钳位为0V，信号输出由原始信号分压获得正半周，从而达到测量信号绝对值的目的。该方案的缺陷也是显而易见的：1)信号负半周输入范围超过运放负电源范围，即使运放能工作，通常也不推荐，除非是采用比较昂贵的特殊运放，例如：AD8277等类似运放；2)分压电路阻抗较大，使用时要求后续电路的输入阻抗要很大，否则测量误差不可忽略。
[0005]专利号200420091345.4技术专利提出了“一种宽频带低误差绝对值电路”，据说可在单电源条件下工作。事实上，也存在上述类似的问题，其主要原因也在于输入电压超过负电源允许的范围。如图2所示，是采用单电源运放同相放大正弦波时的输出波形图，虚线为输入信号波形，实线为输出波形。从图中可以看出，信号负半周时，输出波形已经出现饱和，电路处于非正常工作状态。如图2所示，图中虚线所示为输入信号波形，在常规的绝对值运算电路中，由于采用了二极管作为开关器件，将不可避免地产生正向压降，实际获得的波形出现波形失真，导致测量误差，尤其是对于小信号。
[0006]专利号201710348164.7中国专利技术专利提供的“一种由普通运放构成的无失真绝对值电路”，没有使用二极管，采用了三极管作为开关，是一个不错的电路设计方案，但是，该电路无法在单电源条件下工作。
[0007]通常，常规运放在设计时都会提出条件限制，即输入电压Vi不能超过正负电源，否则，电路工作就会失常。试验表明，对于+5V的电源信号，如果采用LM324运放，在输入信号为1.5Vrms时，就会在对应负半周信号出现输出饱和现象，小于此值时，则表现正常，负半周输出信号为0V，说明运放对于小的负信号具有一定的“吸收”能力。显然，当运放负电源接地，负半周的输入电压很容易就超出了该限制条件。因此，这样的设计方案不实用也不具现实意义。
[0008]轨对轨运放在实用中具有重要的意义，在同等条件下，通常可以充分利用A/D转换
器的有效量程，提高测量的精度，因此单电源运放绝对值电路应用于轨对轨运放极具现实意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种单电源轨对轨绝对值电路。
[0010]本专利技术要解决的是上述传统绝对值电路的问题。
[0011]与现有技术相比，本专利技术技术方案及其有益效果如下：
[0012]一种单电源轨对轨绝对值电路，包括：正半周信号处理电路，所述正半周信号处理电路包括第一电阻和正信号消除器件，所述第一电阻第一端连接输入信号端，所述正信号消除器件的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述正信号消除器件的第二端接地；负半周信号处理电路，所述负半周信号处理电路包括第二电阻和负信号消除器件，所述第二电阻第一端连接所述输入信号端，所述负信号消除器件的第一端连接所述第二电阻的第二端，所述负信号消除器件的第二端接地；绝对值运算处理电路，所述绝对值运算处理电路包括第一运算放大器，所述包括第一运算放大器的同相输入端连接所述负半周信号处理电路的输出端，所述第一运算放大器反相输入端连接所述正半周信号处理电路的输出端。
[0013]作为进一步改进的，所述正信号消除器件和所述负信号消除器件均为二极管；所述正信号消除器件的正极连接于所述第一电阻的第二端，所述正信号消除器件的负极接地；所述负信号消除器件的正极接地，所述负信号消除器件的负极连接于所述第二电阻的第二端。
[0014]作为进一步改进的，还包括信号调整电路，所述信号调整电路包括：第三电阻，所述第三电阻第一端连接于所述第二电阻第二端，所述第三电阻第一端连接于所述正信号消除器件的负极，所述第三电阻第二端连接于所述第一运算放大器的同相输入端；第四电阻，所述第四电阻第一端连接于所述第三电阻第二端，所述第四电阻第一端连接于所述第一运算放大器的同相输入端，所述第四电阻第二端接地。
[0015]作为进一步改进的，所述绝对值运算处理电路还包括：第五电阻，所述第五电阻第一端连接于所述第一电阻第二端，所述第五电阻第一端连接于所述负信号消除器件的正极，所述第五电阻第二端连接于所述第一运算放大器的反相输入端；第六电阻，所述第六电阻第一端连接于所述第五电阻第二端，所述第六电阻第一端连接于所述第一运算放大器的反相输入端，所述第六电阻第二端连接于所述第一运算放大器的输出端。
[0016]作为进一步改进的，还包括信号跟随电路，所述信号跟随电路包括第二运算放大器，所述第三电阻第二端连接于所述第二运算放大器的同相输入端，所述第四电阻第一端连接于所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的反相输入端连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端连接于所述第一运算放大器的同相输入端。
[0017]作为进一步改进的，所述信号跟随电路还包括：第七电阻，所述第七电阻第一端连接于所述第二运算放大器的输出端，所述第七电阻第二端连接于所述第一运算放大器的同相输入端；第一电容，所述第一电容一端连接于所述第二运算放大器的电源正极，所述第一电容另一端接地。
[0018]作为进一步改进的，所述第一运算放大器的型号为SGM8054。
[0019]作为进一步改进的，所述第二运算放大器的型号为SGM8054。
[0020]作为进一步改进的，所述正信号消除器件和所述负信号消除器件均为肖特基二极管。
[0021]本专利技术的有益效果为：本专利技术采用普通轨对轨运算放大器，配合电阻和肖特基二极管使用单电源组成绝对值电路，电路简单，逻辑清晰，方便调整，一方面解决了使用整流二极管存在正向压降，无法高精度测量绝对值电压的问题，另一方面，电路使用单电源轨对轨工作，不仅简化了设计，提高了测量精度，降低了产品成本，同时也节省了空间，因而在实用中极具现实意义。
附图说明
[0022]图1是本专利技术
技术介绍
提供的常见的绝对值电路图。
[0023]图2是本专利技术
技术介绍
的采用单电源运放同相放大正弦波时的输出波形图。
[0024]图3是本专利技术实施例一提供的一种单电源轨对轨绝对值电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单电源轨对轨绝对值电路，其特征在于，包括：正半周信号处理电路，所述正半周信号处理电路包括第一电阻和正信号消除器件，所述第一电阻第一端连接输入信号端，所述正信号消除器件的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述正信号消除器件的第二端接地；负半周信号处理电路，所述负半周信号处理电路包括第二电阻和负信号消除器件，所述第二电阻第一端连接所述输入信号端，所述负信号消除器件的第一端连接所述第二电阻的第二端，所述负信号消除器件的第二端接地；绝对值运算处理电路，所述绝对值运算处理电路包括第一运算放大器，所述包括第一运算放大器的同相输入端连接所述负半周信号处理电路的输出端，所述第一运算放大器反相输入端连接所述正半周信号处理电路的输出端。2.根据权利要求1所述的一种单电源轨对轨绝对值电路，其特征在于，所述正信号消除器件和所述负信号消除器件均为二极管；所述正信号消除器件的正极连接于所述第一电阻的第二端，所述正信号消除器件的负极接地；所述负信号消除器件的正极接地，所述负信号消除器件的负极连接于所述第二电阻的第二端。3.根据权利要求1所述的一种单电源轨对轨绝对值电路，其特征在于，还包括信号调整电路，所述信号调整电路包括：第三电阻，所述第三电阻第一端连接于所述第二电阻第二端，所述第三电阻第一端连接于所述正信号消除器件的负极，所述第三电阻第二端连接于所述第一运算放大器的同相输入端；第四电阻，所述第四电阻第一端连接于所述第三电阻第二端，所述第四电阻第一端连接于所述第一运算放大器的同相输入端，所述第四电阻第二端接地。4.根据权利要求1所述的一种单电源轨对轨绝对值电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李润飞，李更生，曾少刚，
申请(专利权)人：厦门泰瑞达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：