一种可控有源电阻制造技术

本发明专利技术公开了一种可控有源电阻，在传统的有源电阻里增加一个电压跟随器，排除了接入电路对有源电阻阻值的影响，具有更高的精度。还提供一种可控有源电阻，采用至少两个开关管串联的方式，使得该有源电阻电路可在零至标称值以内的任意值进行调节，提高了精度，增加了量程。本发明专利技术电路简单，易操作，具有自动、宽量程、高分辨率等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于仪器校验领域，具体涉及一种可控有源电阻。
技术介绍
目前对于高精密仪器的检定和校准是科研领域的研究热点之一。其中检定和校准的设备是比较关键的因素，其对各电路器件的要求较高。检定和校准仪器中可调电阻的使用非常广泛。它作为模拟电路中的重要组成元素，被广泛应用于自适应滤波器、信号发生器、自动增益控制放大器等电路中，用于改变信号发生器的特性等。如自动气象站采用可变电阻对温度传感器进行校正。温度测量仪是一种测温仪器，而温度校验仪是检验温度测量仪的是否准确的仪器。温度校验仪利用温度与电阻之间对应的关系，即提供一个标准电阻，温度测量仪测量该标准电阻，并显示温度，若其温度与标准电阻所对应的温度一致或在误差范围内，则该温度测量仪准确，否则需要校准。现有的可变电阻器主要有滑动变阻器、电阻箱、电位器等，这些传统的可调电阻器虽然理论上可调整范围为零至标称值以内的任意值，但因实际结构与设计精度要求等原因达不到“任意”要求，它们只能做到有级调节或者模糊调节。在精密仪器的研发过程中发现其调节精度低，误差较大，操作复杂，不利于高精度校准的进行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种可控有源电阻，解决了现有技术中电阻器阻值量程小、分辨率低的问题。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种可控有源电阻，包括第一至第四放大器、第一至第八电阻、开关管、电压跟随器，其中，第一至第四放大器和电压跟随器均包括正极输入端、负极输入端、输出端，开关管包括输入端、输出端、控制端，第一放大器的正极输入端与其输出端连接，第一放大器的负极输入端分别与开关管的输入端、电压跟随器的正极输入端连接并作为该可控有源电阻的一端，第一放大器的输出端与第一电阻的一端连接；第二放大器的负极输入端分别与第二电阻的一端、第二放大器的输出端连接，第二放大器的正极输入端分别与第五电阻的一端、第六电阻的一端连接，并作为该可控有源电阻的另一端；开关管的控制端分别与第一电阻的另一端、第二电阻的另一端连接，开关管的输出端分别与第三电阻的一端、第三放大器的输出端
连接；第三放大器的正极输入端分别与第三电阻的另一端、第四电阻的一端连接，第三放大器的负极输入端与第五电阻的另一端连接；第四放大器的正极输入端分别与第七电阻的一端、第八电阻的一端连接，第四放大器的负极输入端与第六电阻的另一端连接，第四放大器的输出端分别与第四电阻的另一端、第七电阻的另一端连接；电压跟随器的负极输入端分别与其输出端、第八电阻的另一端连接。所述第一电阻和第二电阻的阻值相等，第三电阻和第四电阻的阻值相等，第五电阻的阻值等于第三电阻和第四电阻并联的阻值，第六电阻的阻值等于第七电阻和第八电阻并联的阻值。为了进一步解决现有技术中电阻器误差大、量程小的问题，本方案还提出一种可控有源电阻，包括至少两个开关管组成的串联电路、两个放大器、两个电阻，其中，两个放大器分别为第五放大器、第六放大器，两个电阻分别为第九电阻、第十电阻，开关管的控制端相互连接，开关管串联电路的输入端和输出端分别作为该可控有源电阻的两端，开关管串联电路的输入端与第五放大器的负极输入端连接，第五放大器的正极输入端分别与其输出端、第九电阻的一端连接，开关管串联电路的输出端与第六放大器的正极输入端连接，第六放大器的负极输入端分别与其输出端、第十电阻的一端连接，开关管串联电路的控制端分别与第九电阻的另一端、第十电阻的另一端连接。所述开关管包括两个，分别为第二开关管、第三开关管，其中，第二开关管的输入端作为该可控有源电阻的输入端，第三开关管的输出端作为该可控有源电阻的输出端，第二开关管的输出端与第三开关管的输入端连接，第二开关管的控制端与第三开关管的控制端连接。所述第九电阻和第十电阻的阻值相等与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供了两种可在零至标称值以内的任意值的有源电阻。2、本专利技术在现有的基础上，添加了隔离放大器，排除了接入电路对有源电阻阻值的影响，具有更高的精度。3、本专利技术电路简单，易操作，具有自动、宽量程、高分辨率等优点。附图说明图1为可变电阻的非线性补偿电路。图2为可控有源电阻电路图。图3为基于图2的开关管两端电阻值与VDS的关系。图4为基于图2的VDS两端电阻与VDS的关系。图5为具有电压跟随器的可控有源电阻电路图。图6为基于图5的开关管两端电阻值与VDS的关系。图7为基于图5的VDS两端电阻与VDS的关系。图8为开关管串联的可控有源电阻电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构及工作过程作进一步说明。一种可控有源电阻，包括第一至第四放大器、第一至第八电阻、开关管、电压跟随器，其中，第一至第四放大器和电压跟随器均包括正极输入端、负极输入端、输出端，开关管包括输入端、输出端、控制端，第一放大器的正极输入端与其输出端连接，第一放大器的负极输入端分别与开关管的输入端、电压跟随器的正极输入端连接并作为该可控有源电阻的一端，第一放大器的输出端与第一电阻的一端连接；第二放大器的负极输入端分别与第二电阻的一端、第二放大器的输出端连接，第二放大器的正极输入端分别与第五电阻的一端、第六电阻的一端连接，并作为该可控有源电阻的另一端；开关管的控制端分别与第一电阻的另一端、第二电阻的另一端连接，开关管的输出端分别与第三电阻的一端、第三放大器的输出端连接；第三放大器的正极输入端分别与第三电阻的另一端、第四电阻的一端连接，第三放大器的负极输入端与第五电阻的另一端连接；第四放大器的正极输入端分别与第七电阻的一端、第八电阻的一端连接，第四放大器的负极输入端与第六电阻的另一端连接，第四放大器的输出端分别与第四电阻的另一端、第七电阻的另一端连接；电压跟随器的负极输入端分别与其输出端、第八电阻的另一端连接。一种可控有源电阻，包括至少两个开关管组成的串联电路、两个放大器、两个电阻，其中，两个放大器分别为第五放大器、第六放大器，两个电阻分别为第九电阻、第十电阻，开关管的控制端相互连接，开关管串联电路的输入端和输出端分别作为该可控有源电阻的两端，开关管串联电路的输入端与第五放大器的负极输入端连接，第五放大器的正极输入端分别与其输出端、第九电阻的一端连接，开关管串联电路的输出端与第六放大器的正极输入端连接，第六放大器的负极输入端分别与其输出端、第十电阻的一端连接，开关管串联电路的控制端分别与第九电阻的另一端、第十电阻的另一端连接。使用场效应管设计高精度可控有源电阻时可以使用的几种方法：一、解决线性问题的方法：根据可变电阻区的漏源电流表达式，运用叠加原理，消除Vds2
的影响。二、解决如何扩大输入电压范围的方法：①在源极加上一个与输入电压有关的压控电压源，使得输入电压增大时，源极电压也随之增加，从而扩展了输入电压的范围；②在非线性补偿后串联n个相同的场效应管，既增大了输入电压范围，也提高了电阻值。三、解决如何控制漏源电阻值的方法：控制电阻值，就是控制非线性补偿后加在漏源间VC的电压值，需事先测量好电阻R与VC关系式，在给定一个R后，通过存储器调用，再由D/A输入给VC，设计可控有源电阻的具体过程如下：步骤一根据MOS场效应管在可变电阻区的漏极电流的表达式(1)，得到漏源电阻表达式(2)，Id=12μ0COXWL[2(V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控有源电阻，其特征在于：包括第一至第四放大器、第一至第八电阻、开关管、电压跟随器，其中，第一至第四放大器和电压跟随器均包括正极输入端、负极输入端、输出端，开关管包括输入端、输出端、控制端，第一放大器的正极输入端与其输出端连接，第一放大器的负极输入端分别与开关管的输入端、电压跟随器的正极输入端连接并作为该可控有源电阻的一端，第一放大器的输出端与第一电阻的一端连接；第二放大器的负极输入端分别与第二电阻的一端、第二放大器的输出端连接，第二放大器的正极输入端分别与第五电阻的一端、第六电阻的一端连接，并作为该可控有源电阻的另一端；开关管的控制端分别与第一电阻的另一端、第二电阻的另一端连接，开关管的输出端分别与第三电阻的一端、第三放大器的输出端连接；第三放大器的正极输入端分别与第三电阻的另一端、第四电阻的一端连接，第三放大器的负极输入端与第五电阻的另一端连接；第四放大器的正极输入端分别与第七电阻的一端、第八电阻的一端连接，第四放大器的负极输入端与第六电阻的另一端连接，第四放大器的输出端分别与第四电阻的另一端、第七电阻的另一端连接；电压跟随器的负极输入端分别与其输出端、第八电阻的另一端连接。

【技术特征摘要】
1.一种可控有源电阻，其特征在于：包括第一至第四放大器、第一至第八电阻、开关管、电压跟随器，其中，第一至第四放大器和电压跟随器均包括正极输入端、负极输入端、输出端，开关管包括输入端、输出端、控制端，第一放大器的正极输入端与其输出端连接，第一放大器的负极输入端分别与开关管的输入端、电压跟随器的正极输入端连接并作为该可控有源电阻的一端，第一放大器的输出端与第一电阻的一端连接；第二放大器的负极输入端分别与第二电阻的一端、第二放大器的输出端连接，第二放大器的正极输入端分别与第五电阻的一端、第六电阻的一端连接，并作为该可控有源电阻的另一端；开关管的控制端分别与第一电阻的另一端、第二电阻的另一端连接，开关管的输出端分别与第三电阻的一端、第三放大器的输出端连接；第三放大器的正极输入端分别与第三电阻的另一端、第四电阻的一端连接，第三放大器的负极输入端与第五电阻的另一端连接；第四放大器的正极输入端分别与第七电阻的一端、第八电阻的一端连接，第四放大器的负极输入端与第六电阻的另一端连接，第四放大器的输出端分别与第四电阻的另一端、第七电阻的另一端连接；电压跟随器的负极输入端分别与其输出端、第八电阻的另一端连接。2.根据权利要求1所述的可控有源电阻，其特征在于：所述第一电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：行鸿彦，赵晨，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32