專利名稱：周期性脈寬/電壓信號單極性精密轉換電路的制作方法
技術領域：
周期性脈寬/電壓信號單極性精密轉換電路技術領域[0001]本實用新型屬于工業(yè)測控領域，涉及一種電路，特別涉及一種周期性脈寬/電壓信號單極性精密轉換電路，適用于要求將脈寬調制(PWM)信號轉換為單極性精密模擬電壓信號的場合。
背景技術：
[0002]脈寬調制(PWM)信號是各類微處理器、測控儀表或系統(tǒng)中常用的一種信號形式，但在模擬量測控儀表或系統(tǒng)中，則要求將其轉換成模擬量電壓或電流信號。目前常用的脈寬/電壓信號轉換方法主要是:直接將脈寬調制(PWM)信號經阻容濾波及跟隨器阻抗變換等信號調理后產生直流模擬信號，上述方法存在的問題是:微處理器或儀表中發(fā)出的脈寬調制(PWM)信號的幅值受到直流供電電源電壓的波動及負載波動的影響，這些都是導致電路信號轉換精度不夠高的原因所在。發(fā)明內容[0003]本實用新型的目的是針對現有技術存在的不足，提出一種利用脈寬調制(PWM)信號控制高速模擬開關對精密基準電壓源信號進行開關調制，然后經高性能低通濾波處理，從而生產精密模擬量電壓信號的周期性脈寬/電壓信號單極性精密轉換電路。[0004]本實用新型包括脈沖濾波整形電路和信號調制處理電路。[0005]脈沖濾波整形電路包括連接件CNl、施密特觸發(fā)器ICl、輸入電容Cl、電源電容C4、輸入電阻Rl ；[0006]連接件CNl的電源端+V端與電路電源端VCC端、電源電容C4的正極連接，連接件CNl的地端GND端、電源電容C4的負極均接地；連接件CNl的脈寬信號輸入端PWM端與輸入電阻Rl的一端連接，輸入電阻Rl的另一端與輸入電容Cl的一端、施密特觸發(fā)器ICl的單元A輸入端A端連接，輸入電容Cl的另一端接地；施密特觸發(fā)器ICl的單元A輸出端G =/A端與施密特觸發(fā)器ICl的單元B輸入端B端連接；IC1的單元B輸出端H = /B端與模擬開關IC2的控制端IN端連接，施密特觸發(fā)器ICl的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，施密特觸發(fā)器ICl的地端GND端接地；[0007]信號調制處理電路包括模擬開關IC2、電壓基準芯片IC3、濾波運放IC4、輸出電阻R2、濾波電阻R3、負端濾波電容C2、正端濾波電容C3 ；[0008]電壓基準芯片IC3的輸入端IN端與電路電源端VCC端連接，電壓基準芯片IC3的地端GND端接地，電壓基準芯片IC3的輸出端OUT端與模擬開關IC2的常開端NO端連接；模擬開關IC2的常閉端NC端接地，模擬開關IC2的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，模擬開關IC2的負電源端-V端、地端GND端均接地；模擬開關IC2的輸出端COM端與輸出電阻R2的一端連接,輸出電阻R2的另一端與濾波電阻R3的一端、負端濾波電容C2的一端連接；濾波電阻R3的另一端與正端濾波電容C3的一端、濾波運放IC4的正輸入端+IN端連接，C3正端濾波電容C3的另一端接地；濾波運放IC4的負輸入端-1N端與濾波運放IC4的輸出端OUT端、負端濾波電容C2的另一端、連接件CNl的輸出端OUT端連接；濾波運放IC4的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，濾波運放IC4的地端GND端接地。[0009]本實用新型的有益效果如下:[0010]本實用新型利用周期性脈寬信號控制模擬開關對電壓基準信號進行調制，將周期性脈寬信號轉換為單極性的精密模擬電壓信號，該方法電路簡單、精度高、成本低、通用性強。


[0011]圖1為本實用新型的電路圖。
具體實施方式
[0012]
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。[0013]如圖1所示，一種周期性脈寬/電壓信號單極性精密轉換電路，包括脈沖濾波整形電路和信號調制處理電路。[0014]脈沖濾波整形電路包括連接件CNl、施密特觸發(fā)器ICl、輸入電容Cl、電源電容C4、輸入電阻Rl ；[0015]連接件CNl的電源端+V端與電路電源端VCC端、電源電容C4的正極連接，連接件CNl的地端GND端、電源電容C4的負極均接地；連接件CNl的脈寬信號輸入端PWM端與輸入電阻Rl的一端連接，輸入電阻Rl的另一端與輸入電容Cl的一端、施密特觸發(fā)器ICl的單元A輸入端A端連接，輸入電容Cl的另一端接地；施密特觸發(fā)器ICl的單元A輸出端G =/A端與施密特觸發(fā)器ICl的單元B輸入端B端連接；IC1的單元B輸出端H = /B端與模擬開關IC2的控制端IN端連接，施密特觸發(fā)器ICl的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，施密特觸發(fā)器ICl的地端GND端接地；[0016]信號調制處理電路包括模擬開關IC2、電壓基準芯片IC3、濾波運放IC4、輸出電阻R2、濾波電阻R3、負端濾波電容C2、正端濾波電容C3 ；[0017]電壓基準芯片IC3的輸入端IN端與電路電源端VCC端連接，電壓基準芯片IC3的地端GND端接地，電壓基準芯片IC3的輸出端OUT端與模擬開關IC2的常開端NO端連接；模擬開關IC2的常閉端NC端接地，模擬開關IC2的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，模擬開關IC2的負電源端-V端、地端GND端均接地；模擬開關IC2的輸出端COM端與輸出電阻R2的一端連接,輸出電阻R2的另一端與濾波電阻R3的一端、負端濾波電容C2的一端連接；濾波電阻R3的另一端與正端濾波電容C3的一端、濾波運放IC4的正輸入端+IN端連接，C3正端濾波電容C3的另一端接地；濾波運放IC4的負輸入端-1N端與濾波運放IC4的輸出端OUT端、負端濾波電容C2的另一端、連接件CNl的輸出端OUT端連接；濾波運放IC4的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，濾波運放IC4的地端GND端接地。[0018]本實用新型所使用的包括施密特觸發(fā)器IC1、模擬開關IC2、電壓基準芯片IC3、濾波運放IC4、連接件CNl等在內的所有器件均采用現有的成熟產品，可以通過市場取得。例如:施密特觸發(fā)器采用⑶40106，模擬開關采用TS12A12511，電壓基準芯片采用REF02，濾波運放采用TLC2654，連接件采用CH2.54-4等。[0019]本實用新型中的主要電路參數及輸入輸出關系如下:[0020]圖1中的輸出電阻R2與濾波電阻R3間的配合關系如式(I)所示，負端濾波電容C2與正端濾波電容C3間的配合關系如式(2)所示，濾波電阻R3與正端濾波電容C3間的配合關系如式(3)所示，其中的u力本實用新型電路的低通濾波頻帶(單位:Hz)。
權利要求1.一種周期性脈寬/電壓信號單極性精密轉換電路，包括脈沖濾波整形電路和信號調制處理電路，其特征在于: 脈沖濾波整形電路包括連接件CNl、施密特觸發(fā)器ICl、輸入電容Cl、電源電容C4、輸入電阻Rl ； 連接件CNl的電源端+V端與電路電源端VCC端、電源電容C4的正極連接，連接件CNl的地端GND端、電源電容C4的負極均接地；連接件CNl的脈寬信號輸入端PWM端與輸入電阻Rl的一端連接，輸入電阻Rl的另一端與輸入電容Cl的一端、施密特觸發(fā)器ICl的單兀A輸入端A端連接，輸入電容Cl的另一端接地；施密特觸發(fā)器ICl的單元A輸出端G = /A端與施密特觸發(fā)器ICl的單元B輸入端B端連接；IC1的單元B輸出端H = /B端與模擬開關IC2的控制端IN端連接，施密特觸發(fā)器ICl的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，施密特觸發(fā)器ICl的地端GND端接地； 信號調制處理電路包括模擬開關IC2、電壓基準芯片IC3、濾波運放IC4、輸出電阻R2、濾波電阻R3、負端濾波電容C2、正端濾波電容C3 ； 電壓基準芯片IC3的輸入端IN端與電路電源端VCC端連接，電壓基準芯片IC3的地端GND端接地，電壓基準芯片IC3的輸出端OUT端與模擬開關IC2的常開端NO端連接；模擬開關IC2的常閉端NC端接地，模擬開關IC2的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，模擬開關IC2的負電源端-V端、地端GND端均接地；模擬開關IC2的輸出端COM端與輸出電阻R2的一端連接,輸出電阻R2的另一端與濾波電阻R3的一端、負端濾波電容C2的一端連接；濾波電阻R3的另一端與正端濾波電容C3的一端、濾波運放IC4的正輸入端+IN端連接，C3正端濾波電容C3的另一端接地；濾波運放IC4的負輸入端-1N端與濾波運放IC4的輸出端OUT端、負端濾波電容C2的另一端、連接件CNl的輸出端OUT端連接；濾波運放IC4的電源端+V端與電路電源端VCC端連接，濾波運放IC4的地端GND端接地。
專利摘要本實用新型涉及一種周期性脈寬/電壓信號單極性精密轉換電路。本實用新型包括脈沖濾波整形電路和信號調制處理電路，具體包括連接件、電源電容、輸入電阻、輸入電容、施密特觸發(fā)器、模擬開關、電壓基準芯片、濾波運放、輸出電阻、濾波電阻、負端濾波電容、正端濾波電容，連接件的脈寬信號輸入端與輸入電阻連接，施密特觸發(fā)器的單元B輸出端與模擬開關的控制端連接，電壓基準芯片的輸出端與模擬開關的常開端連接，的常閉端接地，的輸出端與輸出電阻的一端連接，濾波運放的輸出端與連接件的輸出端連接。本實用新型電路轉換精度高、通用性強。
文檔編號H03M1/66GK203057113SQ20132006504
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權日2013年1月31日
發(fā)明者陳德傳, 鄭忠杰, 尚冬冬, 陳雪亭 申請人:杭州電子科技大學