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1、(10)申请公布号 CN 102457237 A (43)申请公布日 2012.05.16 C N 1 0 2 4 5 7 2 3 7 A *CN102457237A* (21)申请号 201010524522.3 (22)申请日 2010.10.29 H03F 3/45(2006.01) H03F 1/30(2006.01) (71)申请人贵州华阳电工有限公司 地址 550006 贵州省贵阳市小河区盘江南路 20号(贵阳市82号信箱) (72)发明人林朝勇 (74)专利代理机构贵阳东圣专利商标事务有限 公司 52002 代理人袁庆云 (54) 发明名称 单电源发散放大电路 (57) 摘要 本。
2、发明公开了一种单电源发散放大电路，包 括：匹配电阻R1R7，运算放大器U1，其特征在 于：输入电压Vin通过限流电阻R1与运算放大器 U1A的同相输入端连接，运算放大器U1A的反相输 入端与运算放大器U1A的输出端连接，运算放大 器U1A的正极供电端与+10V基准电压连接，运算 放大器U1A的负极供电端接地；+10V基准电压通 过电阻R2与运算放大器U1B的同相输入端连接， 运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R3接地， 运算放大器U1B的反相输入端与运算放大器U1B 的输出端连接，运算放大器U1B的正极供电端与 +10V基准电压连接，运算放大器U1B的负极供电 端接地。本发明发散放大的倍数可。
3、通过电阻的匹 配灵活调整，而且电路结构简单，设计和生产成本 低。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种单电源发散放大电路，包括：匹配电阻R1R7，运算放大器U1，其特征在于：输 入电压Vin通过限流电阻R1与运算放大器U1A的同相输入端连接，运算放大器U1A的反相 输入端与运算放大器U1A的输出端连接，运算放大器U1A的正极供电端与+10V基准电压连 接，运算放大器U1A的负极供电端接地； +10V基准电压通过电阻R2与运算放大器U1B的。
4、同相输入端连接，运算放大器U1B的 同相输入端通过电阻R3接地，运算放大器U1B的反相输入端与运算放大器U1B的输出端连 接，运算放大器U1B的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U1B的负极供电端接 地。 2.如权利要求1所述的单电源发散放大电路，其特征在于：运算放大器U1A的输出端 通过电阻R4与运算放大器U1C的同相输入端连接，运算放大器U1B的输出端通过电阻R6与 运算放大器U1C的反相输入端连接，运算放大器U1C的反相输入端通过电阻R7与运算放大 器U1C的输出端连接，运算放大器U1C的同相输入端通过电阻R5接地，运算放大器U1C的 正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大。
5、器U1C的负极供电端接地。 权 利 要 求 书CN 102457237 A 1/3页 3 单电源发散放大电路 技术领域 0001 本发明涉及一种电子技术领域，尤其涉及一种单电源发散放大电路。 背景技术 0002 信号发散放大是指将输入信号以特定电压为基准，按照设定的放大倍数进行放 大。在现有技术中，信号发散放大的实现主要采用如下几种方式： 0003 方式一：通过差动放大电路使输入信号减去特定电压并按照设定的放大倍数进行 放大输出。该方式虽然能实现输入信号的发散放大，但必须使用DC-DC电源模块产生正负 电源或调整软件，代价较高。 0004 方式二：将输入信号放大若干倍到设定的AD数模转换器输入。
6、电压范围再进行输 出。该方式将输入信号的范围加大，虽然能提高采集精度，但发散放大效果不明显，而且改 变了对输入信号进行采样的传感器的零位电压，必须调整系统软件，代价较高。 0005 方式三：提高A/D模数转换器的转换精度，增加采集分辨力，同时提高基准电源的 精度。该方式通过将A/D模数转换器的转换精度提高，可实现系统将输入信号发散放大的 要求，但是必须配置高精度的基准电源才能达到效果，改动量过大。 发明内容 0006 本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种发散放大的倍数可通过电阻的匹 配灵活调整，而且电路结构简单，设计和生产成本低的单电源发散放大电路。 0007 本发明的目的及解决其主要技术。
7、问题是采用以下技术方案来实现的： 0008 本发明的单电源发散放大电路，包括：匹配电阻R1R7，运算放大器U1，其中：输 入电压V in通过限流电阻R1与运算放大器U1A的同相输入端连接，运算放大器U1A的反 相输入端与运算放大器U1A的输出端连接，运算放大器U1A的正极供电端与+10V基准电压 连接，运算放大器U1A的负极供电端接地。 0009 +10V基准电压通过电阻R2与运算放大器U1B的同相输入端连接，运算放大器U1B 的同相输入端通过电阻R3接地，运算放大器U1B的反相输入端与运算放大器U1B的输出端 连接，运算放大器U1B的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U1B的负极供。
8、电端 接地。 0010 运算放大器U1A的输出端通过电阻R4与运算放大器U1C的同相输入端连接，运算 放大器U1B的输出端通过电阻R6与运算放大器U1C的反相输入端连接，运算放大器U1C的 反相输入端通过电阻R7与运算放大器U1C的输出端连接，运算放大器U1C的同相输入端通 过电阻R5接地，运算放大器U1C的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U1C的负 极供电端接地。 0011 本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：采用单电 源，实现了将输入信号以特定电压为基准进行电压发散放大的要求。克服了现有技术中需 要提供正负电源，提高A/D模数转换器精度，提高基准电压精。
9、度、需要调整软件等缺陷。而 说 明 书CN 102457237 A 2/3页 4 且，实现该电路的器件由通用运算放大器和电阻组成，电路中运算放大器对元件电气参数 的要求较低，而且电阻选用1精度即可，器件选型容易，设计成本不高。同时，只需要一次 性调整相关电阻阻值参数，即可实现输入信号按照特定的发散放大倍数以特定电压为基准 进行电压发散放大的需求，而且发散放大的倍数可通过电阻匹配进行灵活调整，电路结构 简单，设计和生产成本低。克服了对硬件要求提高，需要调整软件，调试困难，设计和生产成 本高的问题。另外，在不提高对A/D模数转换器精度和基准电压的精度，并且不需要调整软 件的前提下，在电路中使用低温。
10、漂、高精度的电阻，可以得到更高精度的电压发散放大。 附图说明 0012 附图为本发明的电路原理框图 0013 图中标记： 0014 U1A为运算放大器，U1B为运算放大器，U1C为运算放大器，R1为限流电阻，R2为电 阻，R3为电阻，R4为电阻，R5为电阻，R6为电阻，R7为电阻，Vin为输入电压，VA为运算放 大器U1A输出端电压，VB为运算放大器U1B输出端电压，Vout为运算放大器U1C输出端电 压，+10V为+10V基准电压，Vref为+10V基准电压经过电阻分压而产生的参考电压。 具体实施方式 0015 以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的单电源发散放大电路的具体实 施方式、。
11、结构、特征及其功效，详细说明如下： 0016 如附图所示，单电源发散放大电路，输入电压Vin通过限流电阻R1与运算放大器 U1A的同相输入端连接，运算放大器U1A的反相输入端与运算放大器U1A的输出端连接，运 算放大器U1A的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U1A的负极供电端接地。 0017 +10V基准电压通过电阻R2与运算放大器U1B的同相输入端连接，运算放大器U1B 的同相输入端通过电阻R3接地，运算放大器U1B的反相输入端与运算放大器U1B的输出端 连接，运算放大器U1B的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U1B的负极供电端 接地。 0018 运算放大器U1A的输。
12、出端通过电阻R4与运算放大器U1C的同相输入端连接，运算 放大器U1B的输出端通过电阻R6与运算放大器U1C的反相输入端连接，运算放大器U1C的 反相输入端通过电阻R7与运算放大器U1C的输出端连接，运算放大器U1C的同相输入端通 过电阻R5接地，运算放大器U1C的正极供电端与+10V基准电压连接，运算放大器U1C的负 极供电端接地。其中：Vin为输入电压，VA为运算放大器U1A输出端电压，VB为运算放大器 U1B输出端电压，Vout为运算放大器U1C输出端电压，+10V为+10V基准电压，Vref为+10V 基准电压经过电阻分压而产生的参考电压。 0019 在附图中，根据欧姆定律和运算放大器。
13、的工作原理，可得到如下关系式， 0020 VAVin (1) 0021 Vref10*R3/(R2+R3) (2) 0022 VBVref (3) 0023 VoutVA*R5*(R6+R7)/(R4+R5)*R6-R7*VB/R6 (4) 0024 若经过调整R4，R5，R6，R7的电阻值后，使得R4，R5，R6，R7满足如下关系式， 说 明 书CN 102457237 A 3/3页 5 0025 R4R6 (5) 0026 R5R7 (6) 0027 R7*R6 (7) 0028 其中为特定的放大倍数。 0029 将关系式(1)，(3)，(5)，(6)，(7)代入(4)，可得到如下关系式，。
14、 0030 Vout*Vin-Vref (8) 0031 从而实现了将输入信号按照特定电压进行电压发散放大的功能。即将输入电压 Vi n，经过单电源信号发散放大电路转换后，形成以中间电压Vref为基准的发散放大电压 信号Vout。且放大倍数为。 0032 从以上技术方案可知，本发明采用单电源实现了将输入信号以特定电压为基准进 行电压发散放大的要求。克服了现有技术中需要提供正负电源，提高A/D模数转换器精度， 提高基准电压精度、需要调整软件等缺陷。而且，实现该电路的器件由通用运算放大器和电 阻组成，电路中运算放大器对元件电气参数的要求较低，而且电阻选用1精度即可，器件 选型容易，设计成本不高。同。
15、时，只需要一次性调整相关电阻阻值参数，即可实现输入信号 按照特定的发散放大倍数以特定电压为基准进行电压发散放大的需求，而且发散放大的倍 数可通过电阻匹配进行灵活调整，电路结构简单，设计和生产成本低。克服了对硬件要求提 高，需要调整软件，调试困难，设计和生产成本高的问题。另外，在不需要提高A/D模数转换 器精度和基准电压的精度，并且不需要调整软件的前提下，在本发明的电路中使用低温漂、 高精度的电阻，即可以得到更高的电压发散放大输出精度。 0033 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任 何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修 改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 说 明 书CN 102457237 A 1/1页 6 说 明 书 附 图CN 102457237 A 。