一种交流采样变换电路制造技术

一种交流采样变换电路。其包括运算放大器U1A、U1B、U1C，电阻R1-R5和二极管D1，电阻R1的一端与输入信号源V3的正极连接，另一端与运算放大器U1A的反相输入端相连接；电阻R2的一端与输入信号源V3的负极连接，另一端与运算放大器U1A的同相输入端相连接；电阻R3的一端与运算放大器U1A的反相输入端相连接，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连接；本实用新型专利技术效果：器件少，容易搭建。能将电源正弦波的负半波形整体性地反转，变为正的正弦波，降低了采样的难度，对单片机要求比较低。可以原有的电源每20ms一个周期变成10ms一个周期，降低了软件编程的难度。所用二极管、电阻器件较少，降低了成本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种交流采样变换电路。其包括运算放大器U1A、U1B、U1C，电阻R1-R5和二极管D1，电阻R1的一端与输入信号源V3的正极连接，另一端与运算放大器U1A的反相输入端相连接；电阻R2的一端与输入信号源V3的负极连接，另一端与运算放大器U1A的同相输入端相连接；电阻R3的一端与运算放大器U1A的反相输入端相连接，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连接；本技术效果：器件少，容易搭建。能将电源正弦波的负半波形整体性地反转，变为正的正弦波，降低了采样的难度，对单片机要求比较低。可以原有的电源每20ms一个周期变成10ms一个周期，降低了软件编程的难度。所用二极管、电阻器件较少，降低了成本。【专利说明】 一种交流采样变换电路
本技术属于交流信号检测
，特别是涉及一种交流采样变换电路。
技术介绍
在低压配电系统中，需要实时对电源进行检测。目前，绝大多数的电源检测设备都是用单片机进行测量与计算，但是单片机这种器件如果要进行采样处理的话，只能够识别正电压，也就是OV以上的电压。交流电的特点就是，电源以正弦波的形式存在，这就意味着电源存在OV以上的波形信号，也存在着OV以下的电源信号。如果用单片机对这种信号进行采样的话，就需要一种交流采样变换电路来将正弦波信号变形，变换成正电压再送入单片机。目前市场上大多数的此类电路往往采用升压变换方案，将标准的正弦波整体抬升为正电压波形，这样做的话相对来说简单，但是因为在升压的同时也将信号波形进行了一定比例缩小，因此如果想要达到较高的采样精度，往往对电子元器件有着较高的要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种交流采样变换电路。为了达到上述目的，本技术提供的交流采样变换电路包括运算放大器U1A、U1B、U1C，电阻R1-R5和二极管D1，其中:电阻Rl的一端与输入信号源V3的正极连接，另一端与运算放大器UlA的反相输入端相连接；电阻R2的一端与输入信号源V3的负极连接，另一端与运算放大器UlA的同相输入端相连接；电阻R3的一端与运算放大器UlA的反相输入端相连接，另一端与运算放大器UlB的同相输入端相连接；二极管Dl的阴极与放大器UlA的输出端连接，二极管Dl的阳极与放大器UlB的同相输入端相连接；运算放大器UlB的反相输入端与运算放大器UlB的输出端相连接，电阻R4的一端与运算放大器UlB的输出端连接，另一端与运算放大器UlC的反相输入端相连接；电阻R5的一端与运算放大器UlC的反相输入端相连接，另一端与运算放大器UlC的输出端相连接；运算放大器UlC的同相输入端与地线相连接；输入信号源V3的负极与地线相连接。所述的运算放大器U1A、U1B、UlC为四运放之中的三个运算放大器，四运放的型号为 LM324。所述的运算放大器U1A、U1B、UlC采用正负电源供电模式供电，其正电源端与+5V电源相连接，负电源端与-5V电源相连接。本技术具有下述技术效果:1、本技术所用的器件少，容易搭建。2、本技术能够将电源正弦波的负半波形，整体性地反转，变为正的正弦波，降低了采样的难度，对单片机的要求比较低。3、本技术可以将原有的电源每20ms —个周期变成IOms —个周期，降低了软件编程的难度。4、与同类型的电路相比，所用二极管、电阻器件较少，降低了成本。【专利附图】【附图说明】图1为本技术提供的交流采样变换电路的结构示意图。图2为本技术提供的交流采样变换电路的输入波形。图3为本技术提供的交流采样变换电路的A/B点输出波形。图4为本技术提供的交流采样变换电路的C点输出波形。图5为本技术提供的交流采样变换电路的D、E点输出波形。图6为本技术提供的交流采样变换电路的G点输出波形。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术提供的交流采样变换电路进行详细说明。如图1所示，本技术提供的交流采样变换电路包括:运算放大器U1A、U1B、U1C，电阻R1-R5和二极管Dl，其中:电阻Rl的一端与输入信号源V3的正极连接，另一端与运算放大器UlA的反相输入端相连接；电阻R2的一端与输入信号源V3的负极连接，另一端与运算放大器UlA的同相输入端相连接；电阻R3的一端与运算放大器UlA的反相输入端相连接，另一端与运算放大器UlB的同相输入端相连接；二极管Dl的阴极与放大器UlA的输出端连接，二极管Dl的阳极与放大器UlB的同相输入端相连接；运算放大器UlB的反相输入端与运算放大器UlB的输出端相连接，电阻R4的一端与运算放大器UlB的输出端连接，另一端与运算放大器UlC的反相输入端相连接；电阻R5的一端与运算放大器UlC的反相输入端相连接，另一端与运算放大器UlC的输出端相连接；运算放大器UlC的同相输入端与地线相连接；输入信号源V3的负极与地线相连接。所述的运算放大器U1A、U1B、UlC为四运放之中的三个运算放大器，四运放的型号为 LM324。所述的运算放大器U1A、U1B、UlC采用正负电源供电模式供电，其正电源端与+5V电源相连接，负电源端与-5V电源相连接。本技术提供的交流采样变换电路不同于以往的升压变换方案，这种方案对电子元器件的精度要求比较低，能够比较容易地实现波形变换，其工作原理如下:如图2所示，图1中输入信号源V3的输入波形是一个标准的正弦波，纵轴是峰值大小，其峰峰值为8V，横轴是时间轴，一共是40ms，由于50HZ电压的周期是20ms，所以在图1中一共涉及两个周期的波形。最大值为4V位于纵轴的正半轴内，意味着波峰部分是一个正电压波形，最小值为4V位于纵轴的负半轴内，意味着波谷部分是一个负电压波形。本技术的交流采样变换电路的目的就是将波谷部分变换为正电压波形，同时要求波形不失真。图1中A点与B点的输入波形如图3所示，由于后续器件的影响，将图2中的电源正半轴内的波形全部削去，只保留负半轴内的波形。图1中C点的波形如图4所示，由于运算放大器UlB电路属于一个电压反相器的变换，需要分两步来分析。首先分析正半轴内的波形，当正半波输入运算放大器UlA的时候，由于电平的反转效应，正半波变为负半波，从运算放大器UlA的I点输出，之后直接通过二极管Dl到达D点。其次分析负半轴内的波形，当负半波输入运算放大器UlA的时候，由于电平的反转效应，负半波变为正半波，从运算放大器UlA的I点输出，但是由于二极管Dl的反向截止作用，将I点的正电压截止在了二极管Dl的左侧，造成运算放大器UlA在I点的输出无法传递到5点。图1中D点的波形如图5所示，在D点将所有的波形都变换到负半轴内。但是由上述可以得知，运算放大器UlA的I点输出半轴内的波形已经被二极管Dl所钳制，但是从A点到D点还可以经过电阻R1、R3线路，于是，负半轴内的波形，通过电阻R1、R3到达了 D点，此处的电阻Rl与电阻R3的阻值需要精确计算，如果阻值不匹配会导致信号的严重失真。图1中E点的波形如图5所示，因为运算放大器UlB的结构属于电压跟随器的性质，它的主要作用就是为了避免因为电阻Rl、R3的影响导致运算放大器UlB的输入电阻的增大，从而导致输入波形失真。通过运算放大器UlB的拉升作用，信号的带负载能力得到极大的提闻，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流采样变换电路，其特征在于：其包括运算放大器U1A、U1B、U1C，电阻R1‑R5和二极管D1，其中：电阻R1的一端与输入信号源V3的正极连接，另一端与运算放大器U1A的反相输入端相连接；电阻R2的一端与输入信号源V3的负极连接，另一端与运算放大器U1A的同相输入端相连接；电阻R3的一端与运算放大器U1A的反相输入端相连接，另一端与运算放大器U1B的同相输入端相连接；二极管D1的阴极与放大器U1A的输出端连接，二极管D1的阳极与放大器U1B的同相输入端相连接；运算放大器U1B的反相输入端与运算放大器U1B的输出端相连接，电阻R4的一端与运算放大器U1B的输出端连接，另一端与运算放大器U1C的反相输入端相连接；电阻R5的一端与运算放大器U1C的反相输入端相连接，另一端与运算放大器U1C的输出端相连接；运算放大器U1C的同相输入端与地线相连接；输入信号源V3的负极与地线相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琦，任婧，马军旺，周峰，赵树兵，肖平，
申请(专利权)人：施耐德万高天津电气设备有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12