一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器，解决的是结构复杂，成本高、不能及时提示放大倍数的技术问题，通过采用包括运算放大器的第一输入端通过电阻R0接地，第二输入端通过电阻R01连接源信号端，第二输入端与输出端之间连接有电阻网络，与电阻网络连接的还有数据锁存器；所述电阻网络包括与数据锁存器连接的电压变换单元，电压变换单元有8个输出端，每个输出端均连接有二极管，以及与二极管连接的增益电阻；所述电压变换单元能够在正负电压之间转换；所述增益电阻成等比数列，公比为2；还包括与数据锁存器连接的能够显示增益放大倍数的显示单元的技术方案，较好的解决了该问题，可用于用于土壤重金属在线监测系统中。

A programmable amplifier for on-line monitoring system of soil heavy metals

The utility model relates to a program control amplifier used for the on-line monitoring system of heavy metals in soil, which solves the technical problems of complex structure, high cost and cannot prompt magnification in time. By adopting the first input of an operational amplifier to connect the ground through the resistance R0 through the first input of an operational amplifier, the second input terminal connects the source signal end through the resistance R01. Second the resistance network is connected between the input and output terminals, and the data latch is connected with the resistance network; the resistance network includes a voltage conversion unit connected with a data latch, the voltage conversion unit has 8 output terminals, each output terminal is connected with a diode, and a gain resistance connected to the diode; The voltage conversion unit can convert between positive and negative voltages; the gain resistance is an equal ratio sequence, a ratio of 2, and a technical scheme for displaying a display unit that can display gain magnification with a data latch, which can be used to solve this problem and can be used in the on-line monitoring system of soil soil heavy metals.

【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器
本技术涉及土壤重金属监测系统领域，具体涉及一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器。
技术介绍
土壤重金属在线监测是目前环境保护中很重要的一部分。作为现场端的信息采集模块，对于采集信号的放大是必不可少的。放大电路发挥着关键性的作用，利用它可以将各类传感器输出的微弱信号不失真的放大到二次仪表可以识别地范围。目前的程控放大器存在结构复杂，成本高、不能及时提示放大倍数的缺点。因此，提供一种能够克服上述缺点的用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器就很有必要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的结构复杂，成本高、不能及时提示放大倍数的技术问题。提供一种新的用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器，该用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器具有结构简单、使用方便、成本低的特点。为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器，所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器包括运算放大器的第一输入端通过电阻R0接地，第二输入端通过电阻R01连接源信号端，第二输入端与输出端之间连接有电阻网络，与电阻网络连接的还有数据锁存器；所述电阻网络包括与数据锁存器连接的电压变换单元，电压变换单元有8个输出端，每个输出端均连接有二极管，以及与二极管连接的增益电阻R1-R8；所述电压变换单元能够在正负电压之间转换；所述增益电阻成等比数列分布，数列公比为2；所述数据锁存器用于预先存放电压变换单元控制码，所述电压变换单元控制码与增益放大倍数呈对应关系；所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器还包括与数据锁存器连接的能够显示增益放大倍数的显示单元。本技术的工作原理：本技术通过运算放大器，运算放大器的输入端与输出端的电阻网络进行接入实现程控放大器。主要是通过等比为2的8个电阻作为8个支路，每个支路在前端连接一个二极管，二极管前端连接电压变换单元，电压变换单元在正负电压间变换，对二极管进行开通、关断的操作。该操作受控于数据锁存器输出的数据，0代表关断，1代表开通。8个支路中的电阻，R1＝2×R2＝4×R3＝8×R4＝16×R5＝32×R6＝64×R7＝128×R8，通过关断与开通某些支路，可以实现1-256种可能的程控放大器放大倍数可能，并且是步进增大的。为了优化上述方案，进一步地，所述电阻R01与源信号端之间连接有第一匹配单元，第一匹配单元为L型集总参数匹配电路结构，所述L型集总参数匹配电路结构包括并联电容C1以及串联电感L1。进一步地，所述源信号端前还连接有前级放大器，所述前级放大器包括输入级匹配电路、第一级放大器、第一级匹配电路、第二级放大器、第二级匹配电路、第三级放大器以及输出级匹配电路；所述输入级匹配电路与第一级放大器共同连接一个增益调整单元。进一步地，所述电阻R0连接防雷装置后接地。进一步地，所述电阻R01与源信号输入端之间还连接有二极管D01，二极管D01的正极与源信号输入端连接，二极管D01的负极与电阻R01连接。本技术的有益效果：效果一，通过设置开关二极管及电压变换单元的组合，简单方便的实现程控放大器，并对应显示放大倍数，方便使用检修且成本低廉；效果二，通过加入匹配单元能够提高增益放大效果；效果三，通过设置前级放大器，能够提高程控放大器的效能，提高放大倍数。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1，实施例1中程控放大器的示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例1本实施例提供一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器，如图1，所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器包括运算放大器OP07的第一输入端通过电阻R0接地，第二输入端通过电阻R01连接源信号端，第二输入端与输出端之间连接有电阻网络，与电阻网络连接的还有数据锁存器74LS373；所述电阻网络包括与数据锁存器74LS373连接的电压变换单元，电压变换单元有8个输出端，每个输出端均连接有二极管，以及与二极管连接的增益电阻R1-R8；所述电压变换单元能够在正负电压之间转换；所述数据锁存器74LS373用于预先存放电压变换单元控制码，所述电压变换单元控制码与增益放大倍数呈对应关系；所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器还包括与数据锁存器74LS373连接的能够显示增益放大倍数的显示单元，显示单元使用一般的显示器及驱动电路。其中，R1＝2×R2＝4×R3＝8×R4＝16×R5＝32×R6＝64×R7＝128×R8，电压变换单元控制码为8位二进制码，其中0为关断，1为开通。本实施例中二极管的正极连接电压变换单元，所以开通时，电压变换单元提供正向开通电压，需要关断相应支路时，电压变换单元提供负向截止电压。电压变换单元控制码的8位二进制与增益放大倍数之间的函数关系通过预先设置或预先标定，实际使用时，显示单元调用与二进制码对应的增益放大倍数进行显示，在检修或使用时能够给使用者以直观的显示，提高使用方便。优选地，所述电阻R01与源信号端之间连接有第一匹配单元，第一匹配单元为L型集总参数匹配电路结构，所述L型集总参数匹配电路结构包括并联电容C1以及串联电感L1。提供匹配单元能够提高匹配度，降低回波损耗。为了提高放大倍数，优选地，所述源信号端前还连接有前级放大器，所述前级放大器包括输入级匹配电路、第一级放大器、第一级匹配电路、第二级放大器、第二级匹配电路、第三级放大器以及输出级匹配电路；所述输入级匹配电路与第一级放大器共同连接一个LRC增益均衡电路。提供一个带内平坦度相对较高的前置放大器，能够提高更大的源信号，作为一个预先放大的作用。第一级放大器、第二级放大器及第三级放大器均采用pHEMT晶体管芯作为放大器管芯芯片。为了防止雷雨天气故障，具体地，所述电阻R0连接防雷装置后接地。输入级匹配电路、第一级匹配电路、第二级匹配电路以及输出级匹配电路均采用π型集总参数匹配电路，原件参数采用ADS等仿真软件确定。本实施还提供正反接保护，具体地，所述电阻R01与源信号输入端之间还连接有二极管D01，二极管D01的正极与源信号输入端连接，二极管D01的负极与电阻R01连接。尽管上面对本技术说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本
的技术人员能够理解本技术，但是本技术不仅限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本技术精神和范围内，一切利用本技术构思的技术创造均在保护之列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器，其特征在于：所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器包括运算放大器的第一输入端通过电阻R0接地，第二输入端通过电阻R01连接源信号端，第二输入端与输出端之间连接有电阻网络，与电阻网络连接的还有数据锁存器；所述电阻网络包括与数据锁存器连接的电压变换单元，电压变换单元有8个输出端，每个输出端均连接有二极管，以及与二极管连接的增益电阻；所述电压变换单元能够在正负电压之间转换；所述增益电阻成等比数列分布，数列公比为2；所述数据锁存器用于预先存放电压变换单元控制码，所述电压变换单元控制码与增益放大倍数呈对应关系；所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器还包括与数据锁存器连接的能够显示增益放大倍数的显示单元。

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器，其特征在于：所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器包括运算放大器的第一输入端通过电阻R0接地，第二输入端通过电阻R01连接源信号端，第二输入端与输出端之间连接有电阻网络，与电阻网络连接的还有数据锁存器；所述电阻网络包括与数据锁存器连接的电压变换单元，电压变换单元有8个输出端，每个输出端均连接有二极管，以及与二极管连接的增益电阻；所述电压变换单元能够在正负电压之间转换；所述增益电阻成等比数列分布，数列公比为2；所述数据锁存器用于预先存放电压变换单元控制码，所述电压变换单元控制码与增益放大倍数呈对应关系；所述用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器还包括与数据锁存器连接的能够显示增益放大倍数的显示单元。2.根据权利要求1所述的用于土壤重金属在线监测系统的程控放大器，其特征在于：所述电阻R0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，雷柳，刘泽东，
申请(专利权)人：四川瞭望测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51