一种交流小电流信号采样及调理电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交流小电流信号的采样和调理电路，包括采样隔离模块和采样信号调理模块；所述采样隔离模块包括采样电阻R1和隔离变压器T1，所述采样电阻R1与待测电流串联，所述隔离变压器T1与采样电阻R1并联；所述采样信号调理模块，包括仪表放大器U1、信号放大增益电阻R2以及信号调理电阻R3和R4，所述仪表放大器U1与隔离变压器T1并联，所述信号放大增益电阻R2为仪表放大器U1的外接电阻，所述信号调理电阻R3和R4分别与仪表放大器U1的两个信号输入端口相连。该电路结构简单，稳定性高，实用性强且采样失真小。

An AC small current signal sampling and conditioning circuit

The utility model discloses a sampling and conditioning circuit for AC small current signal, including sampling isolation module and sampling signal conditioning module. The sampling isolation module includes sampling resistance R1 and isolation transformer T1, the sampling resistance R1 is in series with the measured current, and the isolation transformer T1 is parallel to the sampling resistance R1; The sampling signal conditioning module includes the instrument amplifier U1, the signal amplification gain resistance R2, and the signal conditioning resistor R3 and R4. The instrument amplifier U1 is parallel to the isolation transformer T1, and the signal amplification gain resistance R2 is the external resistance of the instrument amplifier U1, the signal conditioning resistor, R3 and R4, and the instrument amplifier U1 are two, respectively. A signal input port is connected. The circuit has the advantages of simple structure, high stability, strong practicability and small sampling distortion.

【技术实现步骤摘要】
一种交流小电流信号采样及调理电路
本技术涉及信号采样和调理
，尤其涉及一种交流小电流信号采样及幅度调理电路。
技术介绍
在电路设计中，对电流信号的采样和调理方法多种多样，根据待测电流的大小可分为大电流和小电流，根据测量需求可分为直流电流和交流电流，每种类型的电流都有不同的采样及信号调理方法。大电流采样一般使用电流互感器及辅助电路实现对大电流的采样和信号调理，直流、小电流采样一般只需要串联一个采样电阻即可实现，但是对于较小的交流电流信号采样，使用串联采样电阻直接进行采样的方式往往会使采样信号受直流信号的干扰，导致无法准确测量交流信号大小。另外，待测电流侧与ADC芯片直接连接很容易导致ADC芯片受损，且缺少必要的信号调理电路，会导致电流的测量范围受到限制、电流测量精度直接受采样电阻精度的影响，与其他电路的兼容性较差。因此需要设计一种低成本的、适用于交流小电流的采样和调理电路。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术提供了一种交流小电流信号采样及调理电路，该电路实现了待测电流侧和采样侧的信号隔离，电路安全性高，另外信号调理电路保障了该电路兼容性好，可满足多种ADC芯片的输入驱动需求，且待测电流信号的输入动态范围更宽。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种交流小电流信号的采样和调理电路，包括采样隔离模块和采样信号调理模块；所述采样隔离模块包括采样电阻R1和隔离变压器T1，所述采样电阻R1与待测电流串联，所述隔离变压器T1与采样电阻R1并联；所述采样信号调理模块，包括仪表放大器U1、信号放大增益电阻R2以及信号调理电阻R3和R4，所述仪表放大器U1与隔离变压器T1并联，所述信号放大增益电阻R2为仪表放大器U1的外接电阻，所述信号调理电阻R3和R4分别与仪表放大器U1的两个信号输入端口相连。进一步的，所述采样电阻R1的另一端接地。进一步的，所述采样信号调理模块还包括外部输入的调理信号。进一步的，所述外部输入的调理信号包括三个输入的调理电压VCM。进一步的，所述信号调理电阻R3和R4的另一端分别与其中两个调理电压VCM相连。进一步的，所述调理电压VCM的其中一个直接与仪表放大器U1相连。进一步的，所述仪表放大器U1的供电电压V+和V-为单电源或正负双电源。进一步的，所述电阻R1～R4均为采样精度1％以上的低温漂电阻。进一步的，所述隔离变压器T1的型号为LM-LP-1001L。进一步的，所述仪表放大器U1的型号为AD8220ARMZ。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术通过设置隔离变压器实现了信号采样电路和信号调理电路的隔离，确保了信号调理侧的电路安全；同时，隔离变压器隔离直流信号，彻底避免了直流信号对测量结果的影响，从而实现了对交流小电流的低失真、高精度采样，提高了测量采样精度；(2)本技术的信号调理模块可实现对采样信号的放大或缩小，以及电压的抬升和降低，使其适应更多种ADC采集芯片的输入动态范围要求，同时，对信号的放大或缩小可实现较宽的电流测量范围；(3)本技术电路结构简单，稳定性好，实用性强。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本技术的电路结构图。具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本技术做进一步的说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明，除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本技术各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本技术中任一部件或元件，不能理解为对本技术的限制。本技术中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本技术中的具体含义，不能理解为对本技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在小交流电的信号采样易受直流信号的干扰，导致无法准确测量交流信号大小以及待测电流侧与ADC芯片直接连接很容易导致ADC芯片受损，且缺少必要的信号调理电路的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种交流小电流信号采样及调理电路，该电路待测电流侧和采样侧的信号隔离，电路安全性高，另外信号调理电路保障了该电路兼容性好，可满足多种ADC芯片的输入驱动需求，且待测电流信号的输入动态范围更宽。如图1所示，一种交流小电流信号的采样和调理电路，包括采样隔离模块和采样信号调理模块；所述采样隔离模块包括采样电阻R1和隔离变压器T1，所述采样电阻R1与待测电流串联，所述隔离变压器T1与采样电阻R1并联；所述采样信号调理模块，包括仪表放大器U1、信号放大增益电阻R2以及信号调理电阻R3和R4，所述仪表放大器U1与隔离变压器T1并联，所述信号放大增益电阻R2为仪表放大器U1的外接电阻，所述信号调理电阻R3和R4分别与仪表放大器U1的两个信号输入端口相连。所述采样电阻R1的另一端接地。所述采样信号调理模块还包括外部输入的调理信号，所述外部输入的调理信号包括三个输入的调理电压VCM，所述调理电压VCM的其中一个直接与仪表放大器U1相连，所述调理电压VCM的另外两个分别与信号调理电阻R3和R4相连。所述调理电压VCM，主要负责采样信号的水平电压抬升或下降。所述仪表放大器U1的供电电压V+和V-为单电源或正负双电源。所述电阻R1～R4均为采样精度1％以上的低温漂电阻。所述隔离变压器T1的优选型号为LM-LP-1001L。所述仪表放大器U1的优选型号为AD8220ARMZ。本技术的交流小电流信号的采样和调理电路，实现了对待测电流信号的采样和低失真隔离输出。该电路通过隔离变压器T1将信号采样和信号调理电路进行隔离，确保了信号调理侧的电路安全；同时，隔离变压器T1隔离直流信号，彻底避免了直流信号对测量结果的影响，提高了测量精度。此外，该电路仪表放大器U1的电源供电范围宽，保障了调理信号输出的动态范围，可满足更多ADC芯片的驱动需求。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流小电流信号的采样和调理电路，其特征在于：包括采样隔离模块和采样信号调理模块；所述采样隔离模块包括采样电阻R1和隔离变压器T1，所述采样电阻R1与待测电流串联，所述隔离变压器T1与采样电阻R1并联；所述采样信号调理模块，包括仪表放大器U1、信号放大增益电阻R2以及信号调理电阻R3和R4，所述仪表放大器U1与隔离变压器T1并联，所述信号放大增益电阻R2为仪表放大器U1的外接电阻，所述信号调理电阻R3和R4分别与仪表放大器U1的两个信号输入端口相连。

【技术特征摘要】
1.一种交流小电流信号的采样和调理电路，其特征在于：包括采样隔离模块和采样信号调理模块；所述采样隔离模块包括采样电阻R1和隔离变压器T1，所述采样电阻R1与待测电流串联，所述隔离变压器T1与采样电阻R1并联；所述采样信号调理模块，包括仪表放大器U1、信号放大增益电阻R2以及信号调理电阻R3和R4，所述仪表放大器U1与隔离变压器T1并联，所述信号放大增益电阻R2为仪表放大器U1的外接电阻，所述信号调理电阻R3和R4分别与仪表放大器U1的两个信号输入端口相连。2.如权利要求1所述的一种交流小电流信号的采样和调理电路，其特征在于，所述采样电阻R1的另一端接地。3.如权利要求1所述的一种交流小电流信号的采样和调理电路，其特征在于，所述采样信号调理模块还包括外部输入的调理信号。4.如权利要求3所述的一种交流小电流信号的采样和调理电路，其特征在于，所述外部输入的调理信号包括三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东合，杨震威，
申请(专利权)人：山东康威通信技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37