一种信号采集模块的制作方法

1.本实用新型应用于小信号检测采集的技术领域,特别涉及一种信号采集模块。


背景技术：

2.在测量系统的运放电路中，尤其是在测量不快速变化的直流小信号时，测量电流采样电阻的运算放大器的参数非常的关键。其中运算放大器的偏置电压和偏置电压温度漂移对小信号测量的影响非常的大。一般偏置电压为0.1至200uv不等，温度漂移范围在100nv/
°
c至100uv/
°
c不等，且随着温度的升高，运算放大器输出端得到的噪声也会随之增加，进入模数转换器的信号噪声也会增大，给后端模数转换器的测量带来了很多的不准确性。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、能够有效降低偏置电压噪声影响的信号采集模块。
4.本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括采样电阻、运算放大器、第一模拟开关以及第二模拟开关，所述采样电阻串联在待测线路中，所述运算放大器的两组输入端对应与所述第一模拟开关一端的两组触点连接，所述第一模拟开关另一一端的两组触点对应连接至所述采样电阻的两极，所述第二模拟开关一端的两组触点对应连接至所述第一模拟开关与所述运算放大器的输入端之间，所述第二模拟开关的另一端两组触点接地，所述运算放大器的输出端与外部的模数转换器连接。
5.由上述方案可见，通过所述第一模拟开关和所述第二模拟开关进行切换，实现每次测量时测量该时刻的偏置电压，并再次测量该时刻的实际电流值，测量切换前后两次测量的值做减法后可以有效消除偏置电压带来的误差。实现减小了偏置电压温度漂移带来的测量系统因温升引起的叠加到信号上的热噪声，提高了测量信号的精度。
6.一个优选方案是，所述第一模拟开关和所述第二模拟开关均为高速低阻值模拟开关，所述第一模拟开关和第二模拟开关的控制端均与外部的控制器连接。
7.由上述方案可见，通过控制器控制所述第一模拟开关和所述第二模拟开关进行切换，避免同时导通导致测量数据出现偏差。
附图说明
8.图1是本实用新型的连接框图。
具体实施方式
9.如图1所示，在本实施例中，本实用新型包括采样电阻rs、运算放大器u1、第一模拟开关k1以及第二模拟开关k2，所述采样电阻rs串联在待测线路中，所述运算放大器u1的两组输入端对应与所述第一模拟开关k1一端的两组触点连接，所述第一模拟开关k1另一端的
两组触点对应连接至所述采样电阻rs的两极，所述第二模拟开关k2一端的两组触点对应连接至所述第一模拟开关k1与所述运算放大器u1的输入端之间，所述第二模拟开关k2的另一端两组触点接地，所述运算放大器u1的输出端与外部的模数转换器连接。
10.在本实施例中，所述第一模拟开关k1和所述第二模拟开关k2均为高速低阻值模拟开关，所述第一模拟开关k1和第二模拟开关k2的控制端均与外部的控制器连接。
11.在本实施例中，所述运算放大器u1为型号是in191a2的运放芯片，所述第一模拟开关k1和所述第二模拟开关k2为型号是ts5a22364-q1的模拟开关芯片。
12.本实用新型的工作原理：
13.如图1所示，ii为待测电流，经过所述采样电阻rs差分采样后输入所述运算放大器u1，所述运算放大器u1的参考电压输入端给所述运算放大器u1提供共模电压。其中，运放供电为5v，参考电压为2.5v，采样后输出电流为io。
14.当所述第一模拟开关k1闭合，所述第二模拟开关k2断开时，正常测得采样电阻rs上流过的电流，经过所述运算放大器u1放大后的输出电流为io1，但是输出电流经过固定增益放大后会将所述运算放大器u1的偏置电压引起的误差一起放大。
15.为了消除偏置电压引起的误差，通过将所述第一模拟开关k1断开，所述第二模拟开关k2闭合，再次测得经过所述运算放大器u1放大后的输出电流为io2。将两次电流作差就可以得到准确的测量电流，减少了偏置电压对测量输出的影响。


技术特征：
1.一种信号采集模块，其特征在于：它包括采样电阻（rs）、运算放大器（u1）、第一模拟开关（k1）以及第二模拟开关（k2），所述采样电阻（rs）串联在待测线路中，所述运算放大器（u1）的两组输入端对应与所述第一模拟开关（k1）一端的两组触点连接，所述第一模拟开关（k1）另一端的两组触点对应连接至所述采样电阻（rs）的两极，所述第二模拟开关（k2）一端的两组触点对应连接至所述第一模拟开关（k1）与所述运算放大器（u1）的输入端之间，所述第二模拟开关（k2）的另一端两组触点接地，所述运算放大器（u1）的输出端与外部的模数转换器连接。2.根据权利要求1所述的一种信号采集模块，其特征在于：所述第一模拟开关（k1）和所述第二模拟开关（k2）均为高速低阻值模拟开关，所述第一模拟开关（k1）和第二模拟开关（k2）的控制端均与外部的控制器连接。

技术总结
本实用新型旨在提供一种结构简单、能够有效降低偏置电压噪声影响的信号采集模块。本实用新型包括采样电阻（Rs）、运算放大器（U1）、第一模拟开关（K1）以及第二模拟开关（K2），所述采样电阻（Rs）串联在待测线路中，所述运算放大器（U1）的两组输入端对应与所述第一模拟开关（K1）一端的两组触点连接，所述第一模拟开关（K1）另一端的两组触点对应连接至所述采样电阻（Rs）的两极，所述第二模拟开关（K2）一端的两组触点对应连接至所述第一模拟开关（K1）与所述运算放大器（U1）的输入端之间，所述第二模拟开关（K2）的另一端两组触点接地，所述运算放大器（U1）的输出端与外部的模数转换器连接。本实用新型应用于小信号检测采集的技术领域。用新型应用于小信号检测采集的技术领域。用新型应用于小信号检测采集的技术领域。


技术研发人员：许胜善 曾帅 李学成 李盛平 黄晓东
受保护的技术使用者：珠海市运泰利自动化设备有限公司
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/9/9