專利名稱：一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電流/電壓轉換電路，具體的說是一種能夠具有濾波和放大功能的電流轉換成電壓功能的電流/電壓轉換電路。
背景技術：
現有很多實驗中要通過電子元件將電流信號轉換為電壓信號，這些轉換電路雖然能得到電壓信號，但是往往要求輸入電流信號幅值較大，且動態范圍較小，或得到電壓信號攜帶比較大的噪聲，或者電壓信號幅值比較小，或電流轉電壓電路的響應時間較長。由此得出的電壓信號在進行下一步實驗的時候會產生一定的負面影響。故現在還沒有一種電流/電壓轉換電路可以將該電流-電壓轉換電路能檢測到小于InA的微弱電流信號，并能在十幾個微妙內將其轉換成電壓信號，電壓信號經有源低通濾波電路降噪后，再對電壓信號放大。
發明內容
本發明的目的是提供一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，該結構可以有效地檢測到小于InA的微弱電流信號，并能在十幾個微妙內將其轉換成電壓信號，電壓信號經有源低通濾波電路降噪后，再對電壓信號放大。根據本發明第一方面，提供了一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，包括:包括電流輸入，電壓輸出端，其特征在于:電流/電壓轉換信號電路，濾波電路，電壓信號放大電路，各個電路之間的連接關系為:電流輸入端分別與電流檢測電阻序列中的電阻連接，多路選擇開關中的一路開關呈閉合狀態，其余開關呈斷開狀態后得到一個電壓信號U1，U1經濾波電路去除Ul中的高頻噪聲，得到電壓信號U2，U2經放大電路后得到幅值增大的電壓信號U3,即電壓輸出端。其中，所述電流/電壓轉換信號電路，包括:相位補償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和放大器，其中各個電子元件之間的連接關系為:相位補償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關模塊的輸入端進行連接；相位補償模塊和模擬電子開關模塊的輸出端與放大器的輸出端進行連接。其中，所述電流信號I經電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和相位補償模塊后變成電壓信號Uol0其中，所述濾波電路模塊是由濾波模塊和放大模塊構成，各個電子元件之間的連接關系為:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號，再傳輸到放大模塊中的輸入端，由放大模塊對濾波后的電壓信號進行放大得到放大后的電壓信號。其中，所述放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的工頻噪聲和高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。其中，所述放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。
其中，所述放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的工頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。與現有技術相比具有以下優點，一是電路工作狀態穩定可靠無振蕩；二是該結構輸入動態范圍較寬且可拓展，可以有效地檢測到范圍在lnA-20uA的微弱電流信號；三是響應時間短、并能在十幾個微秒內將其轉換成電壓信號；四是信噪比高，電壓信號經有源低通濾波降噪后，噪聲僅為十幾個毫伏；五是具有放大功能，由電流轉換為電壓的信號被放大后幅值提高，便于后續處理；六是具有較高的實用價值。
圖1是本發明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路的模塊示意圖；圖2是本發明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路中電流/電壓轉換信號電路模塊示意圖；圖3是本發明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路中濾波電路模塊示意具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。實施例1，圖1顯示了本發明的帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路的模塊示意圖，圖2顯示了本發明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路中電流轉換為初始電壓的電路結構示意圖；如圖1所示:一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，包括:電流輸入端1，電壓輸出端2，其特征在于:電流/電壓轉換信號電路3，濾波電路4，電壓信號放大電路5，各個電路之間的連接關系為:電流輸入端I分別與電流檢測電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關7中的一路開關V呈閉合狀態，其余開關V呈斷開狀態后得到一個電壓信號U1，U1經濾波電路4去除Ul中的噪聲，得到電壓信號U2，U2經電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號U3,即電壓輸出端2。如圖2所示，所述電流/電壓轉換信號電路，包括:相位補償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和放大器，其中各個電子元件之間的連接關系為:相位補償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關模塊的輸入端進行連接；相位補償模塊和模擬電子開關模塊的輸出端與放大器的輸出端進行連接。如圖2所示，所述電流信號I經電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和相位補償模塊后變成電壓信號UoI。如圖3所示，所述濾波電路模塊是由濾波模塊和放大模塊構成，各個電子元件之間的連接關系為:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號，再傳輸到放大模塊中的輸入端，由放大模塊對濾波后的電壓信號進行放大得到放大后的電壓信號。如圖3所示，所述放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。實施例2，圖1顯示了本發明的帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路的模塊示意圖，圖2顯示了本發明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路中電流轉換為初始電壓的電路結構示意圖；如圖1所示:一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，包括:電流輸入端1，電壓輸出端2，其特征在于:電流/電壓轉換信號電路3，濾波電路4，電壓信號放大電路5，各個電路之間的連接關系為:電流輸入端I分別與電流檢測電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關7中的一路開關V呈閉合狀態，其余開關V呈斷開狀態后得到一個電壓信號U1，U1經濾波電路4去除Ul中的噪聲，得到電壓信號U2，U2經電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號U3,即電壓輸出端2。如圖2所示，所述電流/電壓轉換信號電路，包括:相位補償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和放大器，其中各個電子元件之間的連接關系為:相位補償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關模塊的輸入端進行連接；相位補償模塊和模擬電子開關模塊的輸出端與放大器的輸出端進行連接。如圖2所示，所述電流信號I經電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和相位補償模塊后變成電壓信號UoI。如圖3所示，所述濾波電路模塊是由濾波模塊和放大模塊構成，各個電子元件之間的連接關系為:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號，再傳輸到放大模塊中的輸入端，由放大模塊對濾波后的電壓信號進行放大得到放大后的電壓信號。如圖3所示，所述放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的工頻噪聲和高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。實施例3，圖1顯示了本發明的帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路的模塊示意圖，圖2顯示了本發明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路中電流轉換為初始電壓的電路結構示意圖；如圖1所示:一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，包括:電流輸入端1，電壓輸出端2，其特征在于:電流/電壓轉換信號電路3，濾波電路4，電壓信號放大電路5，各個電路之間的連接關系為:電流輸入端I分別與電流檢測電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關7中的一路開關V呈閉合狀態，其余開關V呈斷開狀態后得到一個電壓信號U1，U1經濾波電路4去除Ul中的噪聲，得到電壓信號U2，U2經電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號U3,即電壓輸出端2。如圖2所示，所述電流/電壓轉換信號電路，包括:相位補償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和放大器，其中各個電子元件之間的連接關系為:相位補償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關模塊的輸入端進行連接；相位補償模塊和模擬電子開關模塊的輸出端與放大器的輸出端進行連接。如圖2所示，所述電流信號I經電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和相位補償模塊后變成電壓信號UoI。
如圖3所示，所述濾波電路模塊是由濾波模塊和放大模塊構成，各個電子元件之間的連接關系為:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號，再傳輸到放大模塊中的輸入端，由放大模塊對濾波后的電壓信號進行放大得到放大后的電壓信號。如圖3所示，所述放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的工頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。綜上所述，與現有技術相比具有以下優點，一是電路工作狀態穩定可靠無振蕩；二是該結構輸入動態范圍較寬且可拓展，可以有效地檢測到范圍在lnA-20uA的微弱電流信號；三是響應時間短、并能在十幾個微秒內將其轉換成電壓信號；四是信噪比高，電壓信號經有源低通濾波降噪后，噪聲僅為十幾個毫伏；五是具有放大功能，由電流轉換為電壓的信號被放大后幅值提高，便于后續處理；六是具有較高的實用價值。盡管上文對本發明進行了詳細說明，但是本發明不限于此，本技術領域技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，包括:包括電流輸入，電壓輸出端，其特征在于:電流/電壓轉換信號電路，濾波電路，放大電路，各個電路之間的連接關系為:電流輸入端分別與電流檢測電阻序列中的電阻連接，多路選擇開關中的一路開關呈閉合狀態，其余開關呈斷開狀態后得到一個電壓信號Ul，Ul經濾波電路去除Ul中的高頻噪聲，得到電壓信號U2，U2經放大電路后得到幅值增大的電壓信號U3，即電壓輸出端。
2.根據權利要求1所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，其特征在于:所述電流/電壓轉換信號電路，包括:相位補償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和放大器，其中各個電子元件之間的連接關系為:相位補償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關模塊的輸入端進行連接；相位補償模塊和模擬電子開關模塊的輸出端與放大器的輸出端進行連接。
3.根據權利要求1所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，其特征在于:所述電流信號I經電阻序列模塊、模擬電子開關模塊和相位補償模塊后變成電壓信號Uol。
4.根據權利要求1所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，其特征在于:所述濾波電路模塊是由濾波模塊和放大模塊構成，各個電子元件之間的連接關系為:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號，再傳輸到放大模塊中的輸入端，由放大模塊對濾波后的電壓信號進行放大得到放大后的電壓信號。
5.根據權利要求4所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，其特征在于:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的工頻噪聲和高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。
6.根據權利要求4所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，其特征在于:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。
7.根據權利要求4所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，其特征在于:放大后的電壓信號傳輸到濾波模塊的輸入端，去除輸入信號中的工頻噪聲，形成濾波后的電壓信號。
全文摘要
本發明公開了一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉換電路，屬于電流/電壓轉換電路，包括包括電流輸入端1，電壓輸出端2，其特征在于電流/電壓轉換信號電路3，濾波電路4，放大電路5，連接關系為電流輸入端1分別與電流檢測電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關7中的一路開關7’呈閉合狀態，其余開關7’呈斷開狀態后得到一個電壓信號U1，U1經濾波電路4去除U1中的噪聲，得到電壓信號U2，U2經電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號U3，即電壓輸出端2。優點為工作狀態穩定無振蕩；輸入動態范圍寬，可檢測微弱電流信號；響應時間短；信噪比高；具有放大功能，便于后續處理；具有較高的實用價值。
文檔編號H03K19/0175GK103187962SQ20111044907
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者黃正宇, 王明陶, 于華彬 申請人:昆山藍嶺科技有限公司