一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，包括多路模擬轉換器、第一運算放大器和第二運算放大器，所述第一運算放大器的輸出端連接多路模擬轉換器的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運算放大器的正輸入端；第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運算放大器的正輸入端，第二運算放大器的輸出端接開關，所述開關由控制器控制閉合，所述多路模擬轉換器的控制端也與所述控制器連接；第一運算放大器的輸出電壓從電路反饋環有效電阻的后端引出，消除了開關導通電阻對電路增益影響。
【專利說明】
一種消除開關導通電阻對電路増益影響的電路
技術領域
[0001]本發明涉及數字萬用表交流測試技術領域，尤其涉及一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路。
【背景技術】
[0002]在數字萬用表交流測試電路中，電子開關替代繼電器后，由于開關導通電阻的影響，使電路增益的穩定性和準確性無法保證，引起一定的測量誤差。導致數字萬用表對交流信號的測試精度和分辨率都比較低，電子開關導通電阻其影響會隨著導通電阻溫漂的變化而變化，無法通過軟件去除。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，克服了電子開關導通電阻對電路增益準確性和穩定性的影響，降低了交流信號測試誤差，提高了數字萬用表的測試精度和分辨率。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0005]—種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，包括多路模擬轉換器、第一運算放大器和第二運算放大器，所述第一運算放大器的輸出端連接多路模擬轉換器的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運算放大器的正輸入端;第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運算放大器的正輸入端，第二運算放大器的輸出端接開關，所述開關由控制器控制閉合，所述多路模擬轉換器的控制端也與所述控制器連接;第一運算放大器的輸出電壓從電路反饋環有效電阻的后端引出，消除了開關導通電阻對電路增益影響。
[0006]所述有效電阻包括并聯的兩條支路，一條支路上串聯電阻和電容，另一條支路上串聯有電阻。
[0007]所述多路模擬轉換器包括兩個通道，所述第一通道包括一個輸入端和四個輸出端，所述第二通道包括四個輸入端和一個輸出端。
[0008]所述第一運算放大器的負輸入端和地之間反并聯兩個二極管。
[0009]所述第二運算放大器為電壓跟隨器。
[0010]所述多路模擬轉換器、第一運算放大器和第二運算放大器焊接在多層印制板上，多路模擬轉換器、第一運算放大器和第二運算放大器地與印制板上定義的地平面連接，印制板的頂層和底層是完全的地平面。
[0011]所述印制板的一側是第一運算放大器和第二運算放大器，另一側是多路模擬轉換器及附加電路。
[0012]印制板共有4個導電層，頂層和底層定義為地平面，中間兩層定義為走線層。
[0013]多路模擬轉換器的地與印制板其中的一個地平面焊接在一起，第一運算放大器和第二運算放大器的地與印制板的另一個地平面焊接在一起。
[0014]本發明的有益效果:
[0015]將多路模擬轉換器接入了反饋環中，輸出電壓從電路反饋環有效電阻的后端引出，克服了電子開關導通電阻對電路增益準確性和穩定性的影響。降低了交流信號測試誤差，提高了數字萬用表的測試精度和分辨率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的模塊示意圖；
[0017]圖2為本發明的具體電路圖。
[0018]1.多路模擬轉換器，2.印制板，3.第一運算放大器，4.第二運算放大器。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
[0020]在數字萬用表交流測試電路中，用電子開關替代繼電器，必須要考慮開關導通電阻對電路增益的影響(尤其是溫度漂移)。而實際設計的電路中電子開關導通后是具有一定的電阻，因此受開關導通電阻的影響，原電路無法消除電子開關導通電阻對電路增益的影響，無法抑制數字萬用表交流測試電路電子開關導通電阻的溫漂影響，無法保證導通電路增益的準確性和穩定性，導致交流信號測試誤差相對較大，而且這種誤差無法通過軟件消除。
[0021]本發明對輸出信號環節進行了改進，輸出電壓從電路反饋環有效電阻的后端引出，克服了電子開關導通電阻對電路增益準確性和穩定性的影響。降低了交流信號測試誤差，提高了數字萬用表的測試精度和分辨率。
[0022]如圖1所示，一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，包括第一運算放大器3(圖2中的UA1B)、第二運算放大器4(圖2中的UA1A)、多層印制板2和多路模擬轉換器1(電子開關)，第一運算放大器3、第二運算放大器4和多路模擬轉換器I焊接在多層印制板2上，第一運算放大器3、第二運算放大器4與多路模擬轉換器管腳I接在一起，第一運算放大器3、第二運算放大器4集成電路與多路模擬轉換器I集成電路的地與印制板上定義的地平面良好連接，印制板的頂層和底層是完全的地平面。
[0023]印制板2的一側是第一運算放大器3、第二運算放大器4，另一側是多路模擬轉換器及電阻電容等器件。
[0024]放大器集成電路(第一運算放大器3和第二運算放大器4)與多路模擬轉換器集成電路的地與印制板的地平面良好接觸，信號在印制板上的傳輸距離等長。
[0025]如圖2所示，所述第一運算放大器UAlB的輸出端連接多路模擬轉換器UK2的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運算放大器的正輸入端;第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運算放大器UAlA的正輸入端，第二運算放大器的輸出端接開關，所述開關由控制器控制閉合，所述多路模擬轉換器的控制端也與所述控制器連接。本實施例中給出了第二運算放大器的輸出端接單芯片CMOS器件ADG1436 N18的一個動觸頭引腳S1A，單芯片CMOS器件N18與ARM控制器(附圖中沒有給出)連接，由ARM控制器控制，N18的另一動觸頭引腳S2A同時接LT5400-7芯片的R2和R3引腳，N18的另一動觸頭引腳S2B接LT5400-7芯片的5K引腳8，同時LT5400-7芯片的5K引腳8連接運算放大器N19A的輸出端，運算放大器N19A的正輸入端連接N18的一個靜觸頭引腳Dl，另一個靜觸頭引腳D2連接運算放大器N19A的負輸入端。N18的引腳INl和IN2連接ARM控制器，N18為雙2選I模擬多路開關，在ACSEL控制下選擇衰減電路后輸出的交流電壓信號ACV或I/V(電流電壓變換)變換電路輸出的信號A-DCKSlB連接I/V變換電路輸出的信號)中的I個作為放大電路的輸入信號ACVI ;N18的另I組2選I模擬開關在N19A和N20的配合下實現I或10的信號放大，該放大倍數由ACRNG2控制。
[0026]第一運算放大器的輸出電壓從電路反饋環有效電阻的后端引出，消除了開關導通電阻對電路增益影響。
[0027]所述多路模擬轉換器UK2采用ADG409，包括兩個通道，所述第一通道包括一個輸入端和四個輸出端，四個輸出端分別連接并聯的兩條支路，一條支路上串聯電阻(R45、R47、尺49、1?51)和電容(026丄27丄28丄29)，電阻1?45、1?47、1?49、1?51和電容026、027、028、〇29——對應的串聯，如圖2所示，另一條支路上串聯有電阻(1?46、1?48、1?50、1?52)，所述第二通道包括四個輸入端和一個輸出端。多路模擬轉換器UK2的使能端EN接電阻R53與R54之間，多路模擬轉換器UK2的的Al、A0接ARM控制芯片，是控制端，在該部分電路圖中體現不出來。
[0028]所述第一運算放大器的負輸入端串聯CCl和電阻R44后接繼電器K2第8腳，繼電器K2在KRL2驅動下可分別將電壓信號和交流地接入交流衰減路徑，交流地用于各交流檔位零點校準，運放UAlB和雙4選I模擬多路開關(ADG409)實現交流衰減檔位的切換；R44分別和尺46、1?48、1?50、1?52實現交流電壓1:1、10:1、100:1、300:1的比例。同時第一運算放大器的負輸入端和地之間反并聯兩個二極管。所述第二運算放大器UAlA為電壓跟隨器。
[0029]輸出電壓沒有按照傳統的連接方式從UAlB的第7腳輸出，而是從UK2的A端輸出，相當于從等效有效電阻的后端輸出，由于在開關UK2的A側(DA、SxA)上的導通電阻幾乎沒有電流(由UAlA的偏置電流和UK2的漏電流共同決定)，因此，整個電路的增益不會受到多路模擬轉換器導通電阻的影響，使得電路增益對溫度不敏感。
[0030]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【主權項】
1.一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，包括多路模擬轉換器、第一運算放大器和第二運算放大器，所述第一運算放大器的輸出端連接多路模擬轉換器的第一通道的輸入端，該通道的輸出端連接有效電阻后反饋到所述第一運算放大器的正輸入端;第一通道的輸出端連接第二通道的輸入端，第二通道的輸出端連接第二運算放大器的正輸入端，第二運算放大器的輸出端接開關，所述開關由控制器控制閉合，所述多路模擬轉換器的控制端也與所述控制器連接;第一運算放大器的輸出電壓從電路反饋環有效電阻的后端引出，消除了開關導通電阻對電路增益影響。2.如權利要求1所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，所述有效電阻包括并聯的兩條支路，一條支路上串聯電阻和電容，另一條支路上串聯有電阻。3.如權利要求1所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，所述多路模擬轉換器包括兩個通道，所述第一通道包括一個輸入端和四個輸出端，所述第二通道包括四個輸入端和一個輸出端。4.如權利要求1所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，所述第一運算放大器的負輸入端和地之間反并聯兩個二極管。5.如權利要求1所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，所述第二運算放大器為電壓跟隨器。6.如權利要求1所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，所述多路模擬轉換器、第一運算放大器和第二運算放大器焊接在多層印制板上，多路模擬轉換器、第一運算放大器和第二運算放大器地與印制板上定義的地平面連接，印制板的頂層和底層是完全的地平面。7.如權利要求6所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，所述印制板的一側是第一運算放大器和第二運算放大器，另一側是多路模擬轉換器及附加電路。8.如權利要求6所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，印制板共有4個導電層，頂層和底層定義為地平面，中間兩層定義為走線層。9.如權利要求8所述一種消除開關導通電阻對電路增益影響的電路，其特征是，多路模擬轉換器的地與印制板其中的一個地平面焊接在一起，第一運算放大器和第二運算放大器的地與印制板的另一個地平面焊接在一起。
【文檔編號】G01R15/12GK106053910SQ201610348905
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】姜付彬, 夏磊, 趙杰
【申請人】中國電子科技集團公司第四十研究所, 中國電子科技集團公司第四十一研究所