一种高效节能低噪声运算放大器

1.本发明涉及一种运算放大器，具体地说，涉及一种高效节能低噪声运算放大器。


背景技术：

2.如今，新能源汽车已经在路上已经随处可见了，其中新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
3.另外，为了满足高科技的体验需求，新能源汽车上也大多采用智能化的设备，这样大大增加了汽车上的集成电路，为了降低噪声对电路的干扰，很多电路上都装有差分运算放大器对电路进行降噪。
4.但是新能源汽车上的电路交错复杂，如果在每条电路上都进行降噪处理就会大大提高差分运算放大器的能耗，但仅对重要的电路进行降噪，又难以对噪声进行定量控制，鉴于此，本发明提供了一种高效节能低噪声运算放大器。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高效节能低噪声运算放大器，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种高效节能低噪声运算放大器，包括差分降噪模块、噪声测算模块和同步模块，其中：
7.所述差分降噪模块用于对其所在的电路进行降噪处理，且所述差分降噪模块的输出端与噪声测算模块的输入端连接，噪声测算模块的输出端再与同步模块的输入端连接，同步模块用于将噪声测算模块测算噪声同步至差分降噪模块，并与差分降噪模块、噪声测算模块配合配合形成定量控制环路，以对噪声进行定量控制。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述差分降噪模块包括降噪耦合电路，其中：
9.所述降噪耦合电路包括卡关k11、k12，普通电阻r11、r12、r13，电容c1和差分运算放大器p1；所述普通电阻r11、r12并联，普通电阻r11、r12的输入端分别接入电流i11、i12，并且电流i11与普通电阻r11之间串联有k11，电流i12与普通电阻r12之间串联有k12，普通电阻r11的输出端与差分运算放大器p1连接，差分运算放大器p1与电容c1并联，电容c1的一端接地，另一端与普通电阻r13串联。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述降噪耦合电路还包括电流计g1，所述电流计g1的输入端与差分运算放大器p1的输出端连接，另外电流计g1的输出端设有噪声测算模块和同步模块连接。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述差分降噪模块包括多个降噪耦合电路，所有降噪耦合电路经过普通电阻r13进行并联，形成可控降噪电路。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述噪声测算模块包括噪声测算电路，所述噪声测算电路包括电阻丝rs1、rs2、rs3、rs4、rs5和放大器p；所述电阻丝rs1、rs2并联，电阻丝
rs1、rs2的端部分别串联有电阻丝rs4、rs3，且电阻丝rs1、rs2的输出端与放大器p连接，所述放大器p的正端子和负端子之间串联有rs5，另外放大器p的
‑
vs端与同步模块连接，用于将测算的噪声反馈至同步模块。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述放大器p的ref端的输出电压vout计算公式如下：
14.vout＝vb[(rs4
‑
rs1)/2]/[(rs2+rs3)/2]；
[0015]
其中，vb为差分降噪模块输出的电压；rs1为电阻丝rs1的电阻值；rs2为电阻丝rs2的电阻值；rs3为电阻丝rs3的电阻值；rs4为电阻丝rs4的电阻值。
[0016]
作为本技术方案的进一步改进，所述同步模块包括普通电阻rl1、rl2、rl3，电感l1、l2、l3，三极管q1、q2、q3、q4、q5、q6，电容c和反馈电路，其中：
[0017]
所述普通电阻rl1、rl2和rl3并联，且普通电阻rl1、rl2和rl3并联的输入端通过反馈电路与噪声测算模块连接，所述普通电阻rl1、rl2和rl3的输出端分别串联有电感l1、l2、l3，所述电感l1的输出端并联有三极管q1、q4，电感l2的输出端并联有三极管q2、q5，电感l3的输出端并联有三极管q3、q6，且三极管q1、q2、q3与电容c并联。
[0018]
作为本技术方案的进一步改进，所述反馈电路包括普通电阻rl4、rl5和放大器p1、p2；所述放大器p1、p2串联，且放大器p1、p2与普通电阻rl5并联，并联后的输入端与普通电阻rl4串联。
[0019]
作为本技术方案的进一步改进，所述差分降噪模块与节能模块双向连接。
[0020]
作为本技术方案的进一步改进，所述节能模块包括节能电路，所述节能电路包括普通电阻rl6、rl7、rl8、rl9、rl10，电容cm1、cm2、cm3，二极管d1、d2、d3，常开触点km1、km2，常闭触点ka1、ka2，变压器bd、bg，其中：
[0021]
普通电阻rl6、rl7串联，普通电阻rl6输出端与并联的常开触点km1和常闭触点ka2连接，所述变压器bd与常开触点km1串联，所述变压器bd与二极管d1并联，二极管d1的输出端与普通电阻rl8连接，普通电阻rl8的输出端与二极管d2连接，所述二极管d2与普通电阻rl9并联，普通电阻rl9的输出端串联有电容cm3，所述电容cm2的输出端与常闭触点ka1连接。
[0022]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0023]
该高效节能低噪声运算放大器中，降噪值通过同步模块同步至差分降噪模块，此时差分降噪模块增加降噪耦合电路，提高耦合的能力，进而实现对噪声的定量控制，从而解决仅对重要电路降噪时，无法通过控制降噪能力适应相应电路噪声的问题，另外差分运算放大器通过差模增益与共模增益的比值形成共模抑制比，进而利用充放电电流提高差动放大倍数，降低共模放大倍数，以增大共模抑制比，提高降噪耦合电路对噪声抑制的能力。
附图说明
[0024]
图1为本发明的整体结构模块框图；
[0025]
图2为本发明的整体电路连接示意图；
[0026]
图3为本发明的降噪耦合电路工作原理图；
[0027]
图4为本发明的噪声测算电路工作原理图；
[0028]
图5为本发明的同步电路工作原理图；
[0029]
图6为本发明的反馈电路工作原理图；
[0030]
图7为本发明的节能电路工作原理图。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
实施例1
[0033]
本发明提供一种高效节能低噪声运算放大器，请参阅图1和图2所示，包括差分降噪模块、噪声测算模块和同步模块，其中：
[0034]
差分降噪模块用于对其所在的电路进行降噪处理，且差分降噪模块的输出端与噪声测算模块的输入端连接，噪声测算模块的输出端再与同步模块的输入端连接，同步模块用于将噪声测算模块测算噪声同步至差分降噪模块，并与差分降噪模块、噪声测算模块配合配合形成定量控制环路，以对噪声进行定量控制。
[0035]
本实施例中，差分降噪模块包括降噪耦合电路，其中：
[0036]
降噪耦合电路包括卡关k11、k12，普通电阻r11、r12、r13，电容c1和差分运算放大器p1；普通电阻r11、r12并联，普通电阻r11、r12的输入端分别接入电流i11、i12，并且电流i11与普通电阻r11之间串联有k11，电流i12与普通电阻r12之间串联有k12，普通电阻r11的输出端与差分运算放大器p1连接，差分运算放大器p1与电容c1并联，电容c1的一端接地，另一端与普通电阻r13串联。
[0037]
本实施例在工作时，首先降噪耦合电路中普通电阻r13、r23耦合在一端，然后普通电阻r11与普通电阻r12之间形成充放电电流，并且两者通过同一个时钟脉冲驱动，另外通过耦合使噪声的频道相互靠近，从而使噪声频道的分离量约束在耦合范围内，对噪声进行抑制，从而起到降噪的作用，同时差分运算放大器p1通过差模增益与共模增益的比值形成共模抑制比，进而利用充放电电流提高差动放大倍数，降低共模放大倍数，以增大共模抑制比，提高降噪耦合电路对噪声抑制的能力。
[0038]
实施例2
[0039]
为了实现对噪声的定量降噪，本实施例与实施例1不同的是，请参阅图3
‑
图5所示，其中：
[0040]
降噪耦合电路还包括电流计g1，电流计g1的输入端与差分运算放大器p1的输出端连接，另外电流计g1的输出端设有噪声测算模块和同步模块连接。
[0041]
具体的，差分降噪模块包括多个降噪耦合电路，所有降噪耦合电路经过普通电阻r13进行并联，形成可控降噪电路。
[0042]
此外，噪声测算模块包括噪声测算电路，噪声测算电路包括电阻丝rs1、rs2、rs3、rs4、rs5和放大器p；电阻丝rs1、rs2并联，电阻丝rs1、rs2的端部分别串联有电阻丝rs4、rs3，且电阻丝rs1、rs2的输出端与放大器p连接，放大器p的正端子和负端子之间串联有rs5，另外放大器p的
‑
vs端与同步模块连接，用于将测算的噪声反馈至同步模块。
[0043]
除此之外，放大器p的ref端的输出电压vout计算公式如下：
[0044]
vout＝vb[(rs4
‑
rs1)/2]/[(rs2+rs3)/2]；
[0045]
其中，vb为差分降噪模块输出的电压；rs1为电阻丝rs1的电阻值；rs2为电阻丝rs2的电阻值；rs3为电阻丝rs3的电阻值；rs4为电阻丝rs4的电阻值。
[0046]
本实施例在具体工作时，通过放大器p的ref端的输出电压vout计算出电流计g1至gn的输出电压，通过输出电压算出其对应的噪声值vout，然后将该噪声值vout减去预先设定的噪声阈值得到降噪值，然后将降噪值通过同步模块同步至差分降噪模块，此时差分降噪模块增加降噪耦合电路，提高耦合的能力，进而实现对噪声的定量控制，从而解决仅对重要电路降噪时，无法通过控制降噪能力适应相应电路噪声的问题。
[0047]
实施例3
[0048]
为了保证同步模块同步电压的稳定性，本实施例与实施例2不同的是，请参阅图6所示，其中：同步模块包括普通电阻rl1、rl2、rl3，电感l1、l2、l3，三极管q1、q2、q3、q4、q5、q6，电容c和反馈电路，其中：
[0049]
普通电阻rl1、rl2和rl3并联，且普通电阻rl1、rl2和rl3并联的输入端通过反馈电路与噪声测算模块连接，普通电阻rl1、rl2和rl3的输出端分别串联有电感l1、l2、l3，电感l1的输出端并联有三极管q1、q4，电感l2的输出端并联有三极管q2、q5，电感l3的输出端并联有三极管q3、q6，且三极管q1、q2、q3与电容c并联。
[0050]
具体的，反馈电路包括普通电阻rl4、rl5和放大器p1、p2；放大器p1、p2串联，且放大器p1、p2与普通电阻rl5并联，并联后的输入端与普通电阻rl4串联，在同步模块加入反馈电路，具体使用时，通过减小输出电路上的普通电阻rl4，增大输出电路上的普通电阻rl5，以降低反馈电压，反之增大反馈电压，从而实现反馈的方式对同步电压进行补偿，以保证同步电压的稳定性。
[0051]
实施例4
[0052]
为了进一步降低差分降噪模块的能耗，差分降噪模块与节能模块双向连接。
[0053]
除此之外，节能模块包括节能电路，节能电路包括普通电阻rl6、rl7、rl8、rl9、rl10，电容cm1、cm2、cm3，二极管d1、d2、d3，常开触点km1、km2，常闭触点ka1、ka2，变压器bd、bg，其中：
[0054]
普通电阻rl6、rl7串联，普通电阻rl6输出端与并联的常开触点km1和常闭触点ka2连接，变压器bd与常开触点km1串联，变压器bd与二极管d1并联，二极管d1的输出端与普通电阻rl8连接，普通电阻rl8的输出端与二极管d2连接，二极管d2与普通电阻rl9并联，普通电阻rl9的输出端串联有电容cm3，电容cm2的输出端与常闭触点ka1连接。
[0055]
本实施例在具体使用时，合上刀开关使接触器线圈接电，其常开触点km1闭合，使变压器变压器bd带电，进而使常闭触点ka1断开，此时常开触点km1断电，变压器bd副边仅通过电容cm1低水平供电，使常闭触点ka2不致释放而保持吸合，此时差分降噪模块工作，一旦差分降噪模块降噪后，图中电容cm2两端的电压速降，常闭触点ka2失电，其常闭触点常闭触点ka2恢复闭合常开触点km1吸合，变压器bd正常供电，从而通过变压器bd和电容cm1双供电的方式实现高低平供电，大大降低高平供电带来的能耗。
[0056]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种
变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。