專利名稱：一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流/電壓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成電壓功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有很多實(shí)驗(yàn)中要通過電子元件將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，這些轉(zhuǎn)換電路雖然能得到電壓信號(hào)，但是往往要求輸入電流信號(hào)幅值較大，且動(dòng)態(tài)范圍較小，或得到電壓信號(hào)攜帶比較大的噪聲，或者電壓信號(hào)幅值比較小，或電流轉(zhuǎn)電壓電路的響應(yīng)時(shí)間較長。由此得出的電壓信號(hào)在進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。故現(xiàn)在還沒有一種電流/電壓轉(zhuǎn)換電路可以將該電流-電壓轉(zhuǎn)換電路能檢測(cè)到小于InA的微弱電流信號(hào)，并能在十幾個(gè)微妙內(nèi)將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)有源低通濾波電路降噪后，再對(duì)電壓信號(hào)放大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，該結(jié)構(gòu)可以有效地檢測(cè)到小于InA的微弱電流信號(hào)，并能在十幾個(gè)微妙內(nèi)將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)有源低通濾波電路降噪后，再對(duì)電壓信號(hào)放大。根據(jù)本發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換信號(hào)電路，濾波電路，電壓信號(hào)放大電路，各個(gè)電路之間的連接關(guān)系為:電流輸入端分別與電流檢測(cè)電阻序列中的電阻連接，多路選擇開關(guān)中的一路開關(guān)呈閉合狀態(tài)，其余開關(guān)呈斷開狀態(tài)后得到一個(gè)電壓信號(hào)U1，U1經(jīng)濾波電路去除Ul中的高頻噪聲，得到電壓信號(hào)U2，U2經(jīng)放大電路后得到幅值增大的電壓信號(hào)U3,即電壓輸出端。其中，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)電路，包括:相位補(bǔ)償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和放大器，其中各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:相位補(bǔ)償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進(jìn)行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關(guān)模塊的輸入端進(jìn)行連接；相位補(bǔ)償模塊和模擬電子開關(guān)模塊的輸出端與放大器的輸出端進(jìn)行連接。其中，所述電流信號(hào)I經(jīng)電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和相位補(bǔ)償模塊后變成電壓信號(hào)Uol0其中，所述濾波電路模塊是由濾波模塊和放大模塊構(gòu)成，各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號(hào)，再傳輸?shù)椒糯竽K中的輸入端，由放大模塊對(duì)濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大得到放大后的電壓信號(hào)。其中，所述放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的工頻噪聲和高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。其中，所述放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。
其中，所述放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的工頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，一是電路工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠無振蕩；二是該結(jié)構(gòu)輸入動(dòng)態(tài)范圍較寬且可拓展，可以有效地檢測(cè)到范圍在lnA-20uA的微弱電流信號(hào)；三是響應(yīng)時(shí)間短、并能在十幾個(gè)微秒內(nèi)將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；四是信噪比高，電壓信號(hào)經(jīng)有源低通濾波降噪后，噪聲僅為十幾個(gè)毫伏；五是具有放大功能，由電流轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)被放大后幅值提高，便于后續(xù)處理；六是具有較高的實(shí)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的模塊示意圖；圖2是本發(fā)明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路中電流/電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)電路模塊示意圖；圖3是本發(fā)明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路中濾波電路模塊示意具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1，圖1顯示了本發(fā)明的帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的模塊示意圖，圖2顯示了本發(fā)明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路中電流轉(zhuǎn)換為初始電壓的電路結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換信號(hào)電路3，濾波電路4，電壓信號(hào)放大電路5，各個(gè)電路之間的連接關(guān)系為:電流輸入端I分別與電流檢測(cè)電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關(guān)7中的一路開關(guān)V呈閉合狀態(tài)，其余開關(guān)V呈斷開狀態(tài)后得到一個(gè)電壓信號(hào)U1，U1經(jīng)濾波電路4去除Ul中的噪聲，得到電壓信號(hào)U2，U2經(jīng)電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號(hào)U3,即電壓輸出端2。如圖2所示，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)電路，包括:相位補(bǔ)償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和放大器，其中各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:相位補(bǔ)償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進(jìn)行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關(guān)模塊的輸入端進(jìn)行連接；相位補(bǔ)償模塊和模擬電子開關(guān)模塊的輸出端與放大器的輸出端進(jìn)行連接。如圖2所示，所述電流信號(hào)I經(jīng)電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和相位補(bǔ)償模塊后變成電壓信號(hào)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(gòu)成，各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號(hào)，再傳輸?shù)椒糯竽K中的輸入端，由放大模塊對(duì)濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大得到放大后的電壓信號(hào)。如圖3所示，所述放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。實(shí)施例2，圖1顯示了本發(fā)明的帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的模塊示意圖，圖2顯示了本發(fā)明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路中電流轉(zhuǎn)換為初始電壓的電路結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換信號(hào)電路3，濾波電路4，電壓信號(hào)放大電路5，各個(gè)電路之間的連接關(guān)系為:電流輸入端I分別與電流檢測(cè)電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關(guān)7中的一路開關(guān)V呈閉合狀態(tài)，其余開關(guān)V呈斷開狀態(tài)后得到一個(gè)電壓信號(hào)U1，U1經(jīng)濾波電路4去除Ul中的噪聲，得到電壓信號(hào)U2，U2經(jīng)電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號(hào)U3,即電壓輸出端2。如圖2所示，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)電路，包括:相位補(bǔ)償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和放大器，其中各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:相位補(bǔ)償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進(jìn)行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關(guān)模塊的輸入端進(jìn)行連接；相位補(bǔ)償模塊和模擬電子開關(guān)模塊的輸出端與放大器的輸出端進(jìn)行連接。如圖2所示，所述電流信號(hào)I經(jīng)電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和相位補(bǔ)償模塊后變成電壓信號(hào)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(gòu)成，各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號(hào)，再傳輸?shù)椒糯竽K中的輸入端，由放大模塊對(duì)濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大得到放大后的電壓信號(hào)。如圖3所示，所述放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的工頻噪聲和高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。實(shí)施例3，圖1顯示了本發(fā)明的帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的模塊示意圖，圖2顯示了本發(fā)明一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路中電流轉(zhuǎn)換為初始電壓的電路結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換信號(hào)電路3，濾波電路4，電壓信號(hào)放大電路5，各個(gè)電路之間的連接關(guān)系為:電流輸入端I分別與電流檢測(cè)電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關(guān)7中的一路開關(guān)V呈閉合狀態(tài)，其余開關(guān)V呈斷開狀態(tài)后得到一個(gè)電壓信號(hào)U1，U1經(jīng)濾波電路4去除Ul中的噪聲，得到電壓信號(hào)U2，U2經(jīng)電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號(hào)U3,即電壓輸出端2。如圖2所示，所述電流/電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)電路，包括:相位補(bǔ)償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和放大器，其中各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:相位補(bǔ)償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進(jìn)行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關(guān)模塊的輸入端進(jìn)行連接；相位補(bǔ)償模塊和模擬電子開關(guān)模塊的輸出端與放大器的輸出端進(jìn)行連接。如圖2所示，所述電流信號(hào)I經(jīng)電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和相位補(bǔ)償模塊后變成電壓信號(hào)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(gòu)成，各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號(hào)，再傳輸?shù)椒糯竽K中的輸入端，由放大模塊對(duì)濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大得到放大后的電壓信號(hào)。如圖3所示，所述放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的工頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)，一是電路工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠無振蕩；二是該結(jié)構(gòu)輸入動(dòng)態(tài)范圍較寬且可拓展，可以有效地檢測(cè)到范圍在lnA-20uA的微弱電流信號(hào)；三是響應(yīng)時(shí)間短、并能在十幾個(gè)微秒內(nèi)將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；四是信噪比高，電壓信號(hào)經(jīng)有源低通濾波降噪后，噪聲僅為十幾個(gè)毫伏；五是具有放大功能，由電流轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)被放大后幅值提高，便于后續(xù)處理；六是具有較高的實(shí)用價(jià)值。盡管上文對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換信號(hào)電路，濾波電路，放大電路，各個(gè)電路之間的連接關(guān)系為:電流輸入端分別與電流檢測(cè)電阻序列中的電阻連接，多路選擇開關(guān)中的一路開關(guān)呈閉合狀態(tài)，其余開關(guān)呈斷開狀態(tài)后得到一個(gè)電壓信號(hào)Ul，Ul經(jīng)濾波電路去除Ul中的高頻噪聲，得到電壓信號(hào)U2，U2經(jīng)放大電路后得到幅值增大的電壓信號(hào)U3，即電壓輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述電流/電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)電路，包括:相位補(bǔ)償模塊、電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和放大器，其中各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:相位補(bǔ)償模塊和電阻序列模塊的輸入端均與放大器的輸入端進(jìn)行連接，電阻序列的輸出端與模擬電子開關(guān)模塊的輸入端進(jìn)行連接；相位補(bǔ)償模塊和模擬電子開關(guān)模塊的輸出端與放大器的輸出端進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述電流信號(hào)I經(jīng)電阻序列模塊、模擬電子開關(guān)模塊和相位補(bǔ)償模塊后變成電壓信號(hào)Uol。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)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(gòu)成，各個(gè)電子元件之間的連接關(guān)系為:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，形成濾波后的電壓信號(hào)，再傳輸?shù)椒糯竽K中的輸入端，由放大模塊對(duì)濾波后的電壓信號(hào)進(jìn)行放大得到放大后的電壓信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的工頻噪聲和高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的高頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:放大后的電壓信號(hào)傳輸?shù)綖V波模塊的輸入端，去除輸入信號(hào)中的工頻噪聲，形成濾波后的電壓信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有濾波及放大功能的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，屬于電流/電壓轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換信號(hào)電路3，濾波電路4，放大電路5，連接關(guān)系為電流輸入端1分別與電流檢測(cè)電阻序列6中的電阻6’連接，多路選擇開關(guān)7中的一路開關(guān)7’呈閉合狀態(tài)，其余開關(guān)7’呈斷開狀態(tài)后得到一個(gè)電壓信號(hào)U1，U1經(jīng)濾波電路4去除U1中的噪聲，得到電壓信號(hào)U2，U2經(jīng)電壓放大電路5后得到幅值增大的電壓信號(hào)U3，即電壓輸出端2。優(yōu)點(diǎn)為工作狀態(tài)穩(wěn)定無振蕩；輸入動(dòng)態(tài)范圍寬，可檢測(cè)微弱電流信號(hào)；響應(yīng)時(shí)間短；信噪比高；具有放大功能，便于后續(xù)處理；具有較高的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK103187962SQ20111044907
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者黃正宇, 王明陶, 于華彬 申請(qǐng)人:昆山藍(lán)嶺科技有限公司