专利名称：双极性电流电压转换电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将双极性电流信号转换成电压信号的电路。该电路将输入的 双极性电流信号转成两路幅度相同，极性相反的电压信号。采用两个高速比较器分别比较 这两路电压信号和“地”信号。当电压信号大于“地”信号，即电压信号为“正”时，打开相对 应的场效应管将电压信号输出，否则关闭场效应管。
背景技术：
霍尔电流传感器广泛应用在大电流测量中。大部分高精度的霍尔电流传感器输出 双极性电流信号。一般采用运放将双极性电流信号转成双极性电压信号后测量。双极性电 压信号可以通过提高或降低电平的方式将双极性电压信号转成单极性电压信号后进行模 数转换。这种方式存在精密电阻匹配、噪声干扰大、和精度低等问题。另一种常用的方式是 采用双极性的模数转换器对双极性电压信号进行采样。这种方式存在成本较高的缺点。
发明内容为了克服现有测量双极性电流信号电路存在的精度低、成本高的缺点，本实用新 型提供一种高精度、低成本的双极性电流电压转换电路。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案输入的双极性电流信号通过电流 采样电阻转换成双极性电压信号。该电压信号通过一个跟随器输出到一个增益为“1”的反 相器。跟随器和反相器的输出信号幅度相等，极性相反。跟随器和反相器的输出信号分别 连接两个场效应管的源极，并分别输入两个比较器的正相输入端，和“地”电平相比较。比 较器的输出端连接对应的场效应管的栅极。当跟随器和反相器的输出信号大于“地”信号， 即输出信号为“正”时，比较器输出高电平，打开相应的场效应管。电压信号通过场效应管 输出。如果跟随器和反相器的输出信号小于“地”信号，即输出信号为“负”时，比较器输出 低电平，相应的场效应管关闭，输出为高阻态，对下一级电路没有影响。由于跟随器和反相 器的输出信号幅度相等，极性相反，双极性电流信号的正极信号将通过跟随器输出，而负极 信号将通过反相器转换成正极性信号输出。其技术方案特征是电流采样电阻R7连接运算 放大器芯片ARl的第3号脚，运算放大器芯片ARl的第2号脚连接第6号脚。运算放大器 芯片ARl的第6号脚连接电阻R14，电阻R14的另一端连接运算放大器芯片AR2的第2号脚 和电阻R10，电阻RlO的另一端连接运算放大器芯片ARl的第6号脚，运算放大器芯片ARl 的第3号脚接“地”，电阻R14与电阻RlO的阻值相等。运算放大器芯片ARl的第6号脚连 接场效应管QPl的源极和电阻R2，电阻R2的另一端连接比较器芯片Ul的第11号脚，比较 器芯片Ul的第10号脚接“地”，比较器芯片Ul的第13号脚连接上拉电阻Rl和电阻R5，上 拉电阻Rl的另一端连接+15V电源，电阻R5的另一端连接场效应管QPl的栅极。运算放大 器芯片AR2的第6号脚连接场效应管QP2的源极和电阻R13，电阻R13的另一端连接比较器 芯片Ul的第5号脚，比较器芯片Ul的第4号脚接“地”，比较器芯片Ul的第2号脚连接上 拉电阻R17和电阻R12，上拉电阻R17的另一端连接+15V电源，电阻R12的另一端连接场效应管QP2的栅极。本实用新型的有益效果是电路结构简单、造价低廉、转换精度高。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。图1中，FL.跟随器�？椋琁V.反相器�？椋�0U.比较器和场效应管输出模块，①.双 极性电流信号输入端，②正极信号输出端，③负极信号输出端。图1中比较器芯片Ul的型号是LM339，运算放大器芯片ARl和AR2的型号是0P07， 场效应管QPl和QP2的型号是BSS123。
具体实施方式
图1跟随器�？镕L中，双极性电流信号输入端①连接运算放大器芯片ARl的第3 号脚和电流采样电阻R7。电流采样电阻R7的另一端接“地”。双极性电流信号通过电流采 样电阻R7转换成为双极性电压信号。运算放大器芯片ARl的第2号脚连接第6号脚，构成 电压跟随器。因此运算放大器芯片ARl的输出电压信号与电流采样电阻R7上的电压信号 相等。稳压管Dl和D2组成限幅网络，防止输出电压超过量程。可调电阻R3、电阻R4和去 耦电容C2组成失调调零电路，降低运算放大器芯片ARl的失调电压。去耦电容Cl连接芯 片ARl的正、负电源输入端。反相器�？镮V中，运算放大器芯片AR2的第3号脚接“地”。运算放大器芯片AR2 的第2号脚连接电阻R14、电阻RlO和电容C3。电阻R14的另一端连接跟随器�？镕L的输 出端，运算放大器芯片ARl的第6号脚。电阻RlO和电容C3的另一端连接运算放大器芯片 AR2的第6号脚。电阻R14和电阻RlO的阻值相等。因此反相器�？镮V是一个增益为“ 1” 的反相器。可调电阻R15、电阻R16和去耦电容C5组成失调调零电路，降低运算放大器芯片 AR2的失调电压。去耦电容C4连接芯片AR2的正、负电源输入端。比较器和场效应管输出�？镺U中，比较器芯片Ul包含4个比较器。在本实用新 型中，只需要使用其中的2个。跟随器�？镕L的输出端，运算放大器芯片ARl的第6号脚连接场效应管QPl的源 极和电阻R2。电阻R2的另一端连接比较器芯片Ul的第11号脚。比较器芯片Ul的第10 号脚接“地”。比较器芯片Ul的第10号脚和第11号脚分别是一个比较器的反相输入端和 正相输入端。该比较器的输出端是比较器芯片Ul的第13号脚。比较器芯片Ul的第13号 脚连接上拉电阻Rl和电阻R5。上拉电阻Rl的另一端连接+15V电源，电阻R5的另一端连 接场效应管QPl的栅极。当跟随器�？镕L输出正极性电压信号时，比较器芯片Ul的第11 号脚电压高于第10号脚电压，第13号脚的电压将被拉至+15V，场效应管QPl的栅极电压也 被拉至+15V。因此，场效应管QPl打开，跟随器�？镕L的输出信号将通过正极信号输出端 ②输出。当跟随器模块FL输出负极性电压信号时，比较器芯片Ul的第11号脚电压低于第 10号脚电压，第13号脚的电压为0，场效应管QPl关闭。正极信号输出端②为高阻态，没有 信号输出。反相器模块IV的输出端，运算放大器芯片AR2的第6号脚连接场效应管QP2的源极和电阻R13。电阻R13的另一端连接比较器芯片Ul的第5号脚。比较器芯片Ul的第4 号脚接“地”。比较器芯片Ul的第4号脚和第5号脚分别是一个比较器的反相输入端和正 相输入端。该比较器的输出端是比较器芯片Ul的第2号脚。比较器芯片Ul的第2号脚连 接上拉电阻R17和电阻R12。上拉电阻R17的另一端连接+15V电源，电阻R12的另一端连 接场效应管QP2的栅极。当反相器�？镮V输出正极性电压信号时，比较器芯片Ul的第5 号脚电压高于第4号脚电压，第2号脚的电压将被拉至+15V，场效应管QP2的栅极电压也 被拉至+15V。因此，场效应管QP2打开，反相器�？镮V的输出信号将通过负极信号输出端 ③输出。当反相器�？镮V输出负极性电压信号时，比较器芯片Ul的第5号脚电压低于第 4号脚电压，第2号脚的电压为0，场效应管QP2关闭。负极信号输出端③为高阻态，没有信 号输出。 电阻R6连接比较器芯片Ul的第8号脚和第9号脚。电阻Rll连接比较器芯片Ul 的第6号脚和第7号脚。电阻R8连接比较器芯片Ul的第14号脚。电阻R9连接比较器芯 片Ul的第1号脚。电阻R8和电阻R9的另一端接“地”。电阻R6、R8、R9和Rll起保护比 较器芯片Ul的作用。
权利要求1.一种双极性电流电压转换电路，它将双极性电流信号转换成电压信号后以正、负极 性分两路输出，其特征是电流采样电阻R7连接运算放大器芯片ARl的第3号脚，运算放大 器芯片ARl的第2号脚连接第6号脚。
2.根据权利要求1所述的双极性电流电压转换电路，其特征是运算放大器芯片ARl 的第6号脚连接电阻R14，电阻R14的另一端连接运算放大器芯片AR2的第2号脚和电阻 R10,电阻RlO的另一端连接运算放大器芯片ARl的第6号脚，运算放大器芯片ARl的第3 号脚接“地”，电阻R14与电阻RlO的阻值相等。
3.根据权利要求1所述的双极性电流电压转换电路，其特征是运算放大器芯片ARl 的第6号脚连接场效应管QPl的源极和电阻R2，电阻R2的另一端连接比较器芯片Ul的第 11号脚，比较器芯片Ul的第10号脚接“地”，比较器芯片Ul的第13号脚连接上拉电阻Rl 和电阻R5，上拉电阻Rl的另一端连接+15V电源，电阻R5的另一端连接场效应管QPl的栅 极。
4.根据权利要求1所述的双极性电流电压转换电路，其特征是运算放大器芯片AR2 的第6号脚连接场效应管QP2的源极和电阻R13，电阻R13的另一端连接比较器芯片Ul的 第5号脚，比较器芯片Ul的第4号脚接“地”，比较器芯片Ul的第2号脚连接上拉电阻R17 和电阻R12，上拉电阻R17的另一端连接+15V电源，电阻R12的另一端连接场效应管QP2的 栅极。
专利摘要一种将双极性电流信号转换成电压信号的电路。该电路将输入的双极性电流信号转成双极性的电压信号。该双极性的电压信号经过一个反相器输出幅度相同，极性相反的电压信号。两个高速比较器分别比较这两路电压信号和“地”信号。当电压信号大于“地”信号，即电压信号为“正”时，比较器输出高电平，打开相对应的场效应管将电压信号输出，否则关闭场效应管，停止电压信号输出。
文档编号G01R19/00GK201852873SQ20102050168
公开日2011年6月1日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者赵恩海 申请人:赵恩海
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