一种非线性调节器及其死区电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非线性调节器及其死区电路，包括：第一差分放大电路，用于输出第一线性放大信号；第二差分放大电路，用于输出第二线性放大信号；第一电压比较器，同相输入端用于输入第二直流电压，反相输入端用于输入电压输入信号；第二电压比较器，同相输入端用于输入第一直流电压，反相输入端用于输入电压输入信号；四选一开关，第一输入端与第一差分放大电路的输出端连接，第二输入端和第三输入端接地，第四输入端与第二差分放大电路的输出端连接，第一选通受控端与第一电压比较器的输出端连接，第二选通受控端与第二电压比较器的输出端连接。本实用新型专利技术的非线性调节器及其死区电路具有较快的响应速度，并且能够获得准确而稳定的死区。

A Nonlinear Regulator and Its Dead-Zone Circuit

The utility model discloses a non-linear regulator and its dead-zone circuit, which includes: the first differential amplifier circuit for output of the first linear amplification signal; the second differential amplifier circuit for output of the second linear amplification signal; the first voltage comparator, in-phase input terminal for input of the second DC voltage; and the reverse input terminal for input voltage input signal; and the second voltage comparison. The same-phase input is used to input the first DC voltage, the reverse input is used to input the voltage input signal; the first input is connected with the output of the first differential amplifier circuit; the second input and the third input are grounded; the fourth input is connected with the output of the second differential amplifier circuit; and the first gated controlled terminal is connected with the output of the first voltage comparator. The second gated controlled terminal is connected with the output terminal of the second voltage comparator. The non-linear regulator and its dead-zone circuit of the utility model have faster response speed, and can obtain accurate and stable dead-zone.

【技术实现步骤摘要】
一种非线性调节器及其死区电路
本技术涉及自动化过程控制
，尤其涉及一种非线性调节器及其死区电路。
技术介绍
死区电路是一个带有死区的非线性放大电路，其特点是当输入信号位于设定范围时，死区电路的输出信号始终为0；当输入信号超出该设定范围时，死区电路的输出信号才跟随输入信号变化；其中，输出信号始终为0所对应的输入信号的范围称为该死区电路的死区。在模拟计算电路及过程控制系统中，死区电路已被广泛应用于非线性调节器中，在非线性调节器中起到至关重要的作用。传统的死区电路主要采用运算放大器、二极管和电阻网络构成，通过选择二极管的导通或截止来实现死区特性，但是，因为二极管并非理想的开关元件，二极管导通时，需要克服门坎电压；二极管截止时，又存在漏电流；并且，二极管极易受环境温度影响而不稳定，因而，传统的死区电路存在响应速度比较低，难以获得准确而稳定的死区的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的一种非线性调节器及其死区电路具有较快的响应速度，并且能够获得准确而稳定的死区。为解决上述技术问题，本技术的一种死区电路，包括：第一差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端用于输入第一直流电压，所述第二输入端用于输入电压输入信号，所述输出端用于输出第一线性放大信号；第二差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第二差分放大电路的第一输入端用于输入第二直流电压，所述第二差分放大电路的第二输入端用于输入所述电压输入信号，所述第二差分放大电路的输出端用于输出第二线性放大信号；第一电压比较器，同相输入端用于输入所述第二直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；第二电压比较器，同相输入端用于输入所述第一直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；四选一开关，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一选通受控端、第二选通受控端和输出端，所述四选一开关的第一输入端与所述第一差分放大电路的输出端连接，所述四选一开关的第二输入端和所述四选一开关的第三输入端接地，所述四选一开关的第四输入端与所述第二差分放大电路的输出端连接，所述第一选通受控端与所述第一电压比较器的输出端连接，所述第二选通受控端与所述第二电压比较器的输出端连接。作为上述方案的改进，所述死区电路，还包括：电压跟随器，同相输入端与所述四选一开关的输出端连接，反相输入端与输出端连接。作为上述方案的改进，所述第一差分放大电路包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，所述第一电阻的一端作为所述第一差分放大电路的第一输入端，用于输入所述第一直流电压，所述第一电阻的另一端与第一运算放大器的反相输入端及所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接；所述第三电阻的一端作为所述第一差分放大电路的第二输入端，用于输入所述电压输入信号，所述第三电阻的另一端与所述第一运算放大器的同相输入端及所述第四电阻的一端相连，所述第四电路的另一端接地。作为上述方案的改进，所述第一电阻的电阻值与所述第三电阻的电阻值相等；所述第二电阻的电阻值与所述第四电阻的电阻值相等。作为上述方案的改进，所述第二差分放大电路包括：第二运算放大器、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；其中，所述第五电阻的一端作为所述第二差分放大电路的第一输入端，用于输入所述第二直流电压，所述第五电阻的另一端与第二运算放大器的反相输入端及所述第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接；所述第七电阻的一端作为所述第二差分放大电路的第二输入端，用于输入所述电压输入信号，所述第七电阻的另一端与所述第二运算放大器的同相输入端及所述第八电阻的一端相连，所述第八电阻的另一端接地。作为上述方案的改进，所述第五电阻的电阻值与所述第七电阻的电阻值等；所述第六电阻的电阻值与所述第八电阻的电阻值相等。作为上述方案的改进，所述第一直流电压的电压值与所述第二直流电压的电压值大小相等，且所述第一直流电压的极性与所述第二直流电压的极性相反。为解决上述技术问题，本技术还提供一种非线性调节器，包括：上述任意一种死区电路。与现有技术相比，本技术的非线性调节器及其死区电路中第一电压比较器和第二电压比较器根据输入电压信号来控制四选一开关选通对应的第一差分放大电路输出或第二差分放大电路输出或地之一以作为一种死区电路的输出信号，使得该死区电路具有较快的响应速度，避免了传统方案中二极管的使用，由于本技术所采用的器件均具有较高的稳定性，且不易受环境温度的影响，使得本技术的非线性调节器及其死区电路能够获得准确而稳定的死区。附图说明图1是本技术实施例1的一种死区电路的结构示意图。图2是本技术实施例2的一种死区电路的结构示意图。图3是本技术实施例中死区电路的信号传输特性图。具体实施方式在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。下面结合具体实施例和附图对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1如图1所示，是本技术实施例1的一种死区电路。该死区电路包括：第一差分放大电路1，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端用于输入第一直流电压-E，第二输入端用于输入电压输入信号Ui，输出端U1用于输出第一线性放大信号；第二差分放大电路2，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端用于输入第二直流电压+E，第二输入端用于输入电压输入信号Ui，输出端U2用于输出第二线性放大信号；第一电压比较器A3，同相输入端用于输入第二直流电压+E，反相输入端用于输入电压输入信号Ui；第二电压比较器A4，同相输入端用于输入第一直流电压-E，反相输入端用于输入电压输入信号Ui；四选一开关3，第一输入端与第一差分放大电路1的输出端U1连接，第二输入端和第三输入端接地，第四输入端与第二差分放大电路2的输出端U2连接，第一选通受控端A与第一电压比较器A3的输出端U3连接，第二选通受控端B与第二电压比较器A4的输出端U4连接，四选一开关3的输出端Y为一种死区电路的输出端。接下来，结合附图1和附图3对本技术实施例1的工作过程进行说明。当Ui＜-E时，第一电压比较器A3的输出端U3和第二电压比较器A4的输出端U4均输出高电平，即控制四选一开关3的第一选通受控端A和第二选通受控端B接高电平，则四选一开关3控制第一输入端与输出端Y连接，此时，Y—U1导通，四选一开关3的输出端Y输出第一线性放大信号；当-E≤Ui≤+E时，第一电压比较器A3的输出端U3输出高电平，第二电压比较器A4的输出端U4输出低电平，即控制四选一开关3的第一选通受控端A接高电平、第二选通受控端B接低电平，则四选一开关3控制第二输入端与输出端Y连接，此时，Y—地导通，四选一开关3的输出端Y输出的电压为0；当Ui＞+E时，第一电压比较器A3的输出端U3和第二电压比较器A4的输出端U4均输出低电平，即控制四选一开关3的第一选通受控端A和第二选通受控端B均接低电平，则四选一开关3控制第四输入端与输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种死区电路，其特征在于，包括：第一差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端用于输入第一直流电压，所述第二输入端用于输入电压输入信号，所述输出端用于输出第一线性放大信号；第二差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第二差分放大电路的第一输入端用于输入第二直流电压，所述第二差分放大电路的第二输入端用于输入所述电压输入信号，所述第二差分放大电路的输出端用于输出第二线性放大信号；第一电压比较器，同相输入端用于输入所述第二直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；第二电压比较器，同相输入端用于输入所述第一直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；四选一开关，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一选通受控端、第二选通受控端和输出端，所述四选一开关的第一输入端与所述第一差分放大电路的输出端连接，所述四选一开关的第二输入端和所述四选一开关的第三输入端接地，所述四选一开关的第四输入端与所述第二差分放大电路的输出端连接，所述第一选通受控端与所述第一电压比较器的输出端连接，所述第二选通受控端与所述第二电压比较器的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种死区电路，其特征在于，包括：第一差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端用于输入第一直流电压，所述第二输入端用于输入电压输入信号，所述输出端用于输出第一线性放大信号；第二差分放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第二差分放大电路的第一输入端用于输入第二直流电压，所述第二差分放大电路的第二输入端用于输入所述电压输入信号，所述第二差分放大电路的输出端用于输出第二线性放大信号；第一电压比较器，同相输入端用于输入所述第二直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；第二电压比较器，同相输入端用于输入所述第一直流电压，反相输入端用于输入所述电压输入信号；四选一开关，具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一选通受控端、第二选通受控端和输出端，所述四选一开关的第一输入端与所述第一差分放大电路的输出端连接，所述四选一开关的第二输入端和所述四选一开关的第三输入端接地，所述四选一开关的第四输入端与所述第二差分放大电路的输出端连接，所述第一选通受控端与所述第一电压比较器的输出端连接，所述第二选通受控端与所述第二电压比较器的输出端连接。2.如权利要求1所述的死区电路，其特征在于，还包括：电压跟随器，同相输入端与所述四选一开关的输出端连接，反相输入端与输出端连接。3.如权利要求1所述的死区电路，其特征在于，所述第一差分放大电路包括：第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；其中，所述第一电阻的一端作为所述第一差分放大电路的第一输入端，用于输入所述第一直流电压，所述第一电阻的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：广东,44