高精度采集系统采样保持电路的制作方法

文档序号:12133018阅读:489来源:国知局

本发明涉及一种采样电路,具体是一种高精度采集系统采样保持电路。



背景技术:

高精度采集系统,主要用于数据采集,特别是在楼宇智能控制系统中,采集系统采集数据的精度决定着整个系统工作的准确度和呈现效果。在高精度采集系统中,采样保持电路的作用,就是如何尽可能准确的还原采集信号,现有的采样保持电路设计结构不合理,存在保持时间短,信号干扰大等问题,严重影响采集信号的质量。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供了高精度采集系统采样保持电路,不仅可以延长信号保持的时间,还能提高信号采集的准确度。

本发明采用以下技术方案:高精度采集系统采样保持电路,其特征在于,包括钳位电路、采样电路和跟随电路,所述钳位电路设置在信号输入端和采样电路之间,所述的采样电路采用放大保持器作为主控芯片,采样电路的控制端口连接MCU_A5信号端,采样电路的输出端连接跟随电路输入端,跟随电路输出端为信号输出端。

进一步的,所述的钳位电路包括二极管D1和二极管D3,二极管D1负极接5V直流电压,二极管D1正极分别接信号输入端、二极管D3负极,二极管D3正极接地。

进一步的,所述的采样电路包括放大保持器U1,放大保持器U1第十引脚分别接电容C4一端、电阻R11一端,电容C4另一端接地,电阻R11另一端分别接电阻R14一端、信号输入端,电阻R14另一端接地,放大保持器U1第十一引脚分别接电阻R22一端、电阻R18一端,电阻R22另一端接地,电阻R18另一端分别接稳压二极管D5负极、放大保持器U1第二引脚、跟随电路输入端,稳压二极管D5正极接地,放大保持器U1第七引脚通过电阻R9接MCU_A5信号端,放大保持器U1第四引脚分别接极性电容C3正极、电阻R12一端,极性电容C3负极接地,电阻R12另一端接放大保持器U1第三引脚,放大保持器U1第十二引脚接地。

进一步的,放大保持器U1采用的型号为OPA615。

进一步的,所述的跟随电路包括放大器U2,放大器U2第五引脚通过电阻R19接采样电路输出端,放大器U2第六引脚分别接电阻R13一端、电容C2一端,电阻R13另一端、电容C2另一端均连接放大器U2第七引脚,放大器U2第七引脚为信号输出端。

进一步的,所述放大器U2得型号为LM224。

本发明的有益效果是:

1、前置的钳位电路,限定信号范围为0-5V之间,保护整个模块可靠工作。

2、采用高精度保持器OP615为控制核心,设计了外围合理的匹配电阻,最大限度的保持输入的采样信号。

3、采用合适的储能电容C3和合理的限流电阻R12,防止信号放电畸变。

4、采样电路输出侧设计稳压二极管D5,吸收芯片内部开关产生的干扰,也保护后部电路。

5、保持电路后级采用了滤波跟随电路,对信号进行滤波,并利用了输入高阻抗,最长时间保持信号。

附图说明

图1是本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示的高精度采集系统采样保持电路,包括钳位电路、采样电路和跟随电路,所述钳位电路设置在信号输入端和采样电路之间,信号输入端连接信号采集设备,所述的采样电路采用放大保持器作为主控芯片,采样电路的控制端口连接MCU_A5信号端,采样电路的输出端连接跟随电路输入端,跟随电路输出端为信号输出端,信号输出端连接信号处理电路。

钳位电路包括二极管D1和二极管D3,二极管D1负极接5V直流电压,二极管D1正极分别接信号输入端、二极管D3负极,二极管D3正极接地。

采样电路包括放大保持器U1,放大保持器U1第十引脚分别接电容C4一端、电阻R11一端,电容C4另一端接地,电阻R11另一端分别接电阻R14一端、信号输入端,电阻R14另一端接地,放大保持器U1第十一引脚分别接电阻R22一端、电阻R18一端,电阻R22另一端接地,电阻R18另一端分别接稳压二极管D5负极、放大保持器U1第二引脚、跟随电路输入端,稳压二极管D5正极接地,放大保持器U1第七引脚通过电阻R9接MCU_A5信号端,放大保持器U1第四引脚分别接极性电容C3正极、电阻R12一端,极性电容C3负极接地,电阻R12另一端接放大保持器U1第三引脚,放大保持器U1第十二引脚接地。其中,放大保持器U1采用的型号为OPA615。

跟随电路包括放大器U2,放大器U2第五引脚通过电阻R19接采样电路输出端,放大器U2第六引脚分别接电阻R13一端、电容C2一端,电阻R13另一端、电容C2另一端均连接放大器U2第七引脚,放大器U2第七引脚为信号输出端。其中,所述放大器U2得型号为LM224。

整个电路的工作原理为:

首先信号通过D1、D3构成的钳位电路,把信号范围限制在0-5V之间。通过R14的负载电阻,吸收输入信号的的干扰,R11为输入电阻,用以保护OPA615,OPA615为放大保持器,可以受MCU_A5信号的控制,信号为高时,OPA615工作为C3充电,C3为钽电容,保持信号的完整性,C4为输入滤波电容,滤出输入信号的干扰,R22和R18为保持器的匹配电阻,R12为限流电阻,当MCU_A5信号为高时进行保持,首先信号通过U1A流入C3进行保持,通过U1B进行输出,信号为低时U1A停止工作,利用C3内的保持电屏进行输出,D5为稳压信号,保护输出信号在0-5V,保护后级电路。R19、U2B、C2、R13为带滤波功能的跟随电路,滤出保持输入的杂波,同时利用高阻抗的输入,保持输入信号。

应当指出,以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明的具体结构,但不以任何方式限制本发明创造。因此,尽管说明书及附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明,但是,本领域技术人员应当理解,仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换;而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进,其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

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