一种多用途小信号放大器及放大系统技术方案

本实用新型专利技术适用于信号放大技术改进领域，提供了一种多用途小信号放大器，包括安装盒、PCB放大板，所述PCB放大板设于所述安装盒内，所述安装盒上设于USB接口和串口接口，所述PCB放大板上设有放大电路、USB接口端子及串口端子，所述USB接口端子及串口端子分别连接所述放大电路，所述PCB放大板通过螺钉或卡合方式固定在所述安装盒内。不需要专用工控机，信号放大，模式转换，算法，显示集成在盒子完成，降低了成本；通用性好，可以根据不同测试对象通过USB更新内部算法，使其满足不同需求；可以使用该放大器作为一个完整的数据采集单元，长期监测某传感器信号，使用USB口传输数据到PC上；USB供电，取电方便。

A Multipurpose Small Signal Amplifier and Amplifier System

【技术实现步骤摘要】
一种多用途小信号放大器及放大系统
本技术属于信号放大技术改进领域，尤其涉及一种多用途小信号放大器。
技术介绍
在工业自动化领域，桥式传感器的应用越来越多。不同的自动化设备可能会采用不同的桥式传感器，传统的设备中每种不同的测试对象通常采用特制的电路以及数据采集卡，把数据采集到工控机中进行比对和详细计算。这些方法成本高，通用性差，设备体积庞大。而本专利技术正是要以较低的成本来解决这些实际问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多用途小信号放大器，旨在解决上述的技术问题。本技术是这样实现的，一种多用途小信号放大器，所述多用途小信号放大器包括安装盒、PCB放大板，所述PCB放大板设于所述安装盒内，所述安装盒上设于USB接口和串口接口，所述PCB放大板上设有放大电路、USB接口端子及串口端子，所述USB接口端子及串口端子分别连接所述放大电路，所述PCB放大板通过螺钉或卡合方式固定在所述安装盒内。本技术的进一步技术方案是：所述放大电路包括第一放大器、前级调零模块、第二放大器、后级调零模块、信号跟随器、滤波模块、微处理器及数模转换器，所述第一放大器的输出端连接所述前级条零模块的输入端，所述前级调零模块的输出端连接所述第二放大器的输入端，所述第二放大器的输出端连接所述后级调零模块的输入端，所述后级调零模块的输出端连接所述信号跟随器的输入端，所述信号跟随器的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接所述数模转换器的输入端，所述数模转换器连接所述微处理器双向通信。本技术的进一步技术方案是：所述数模转换器通过SOP接口数据通信连接所述微处理器。本技术的进一步技术方案是：所述第一放大器采用的是桥式放大器；所述第二放大器采用的是仪表放大器。本技术的进一步技术方案是：所述后级调零模块包括运算放大器及加法器，所述运算放大器的输出端连接所述加法器的输入端。本技术的进一步技术方案是：所述信号跟随器采用提高带载能力运算放大器。本技术的进一步技术方案是：所述滤波模块采用的是有源滤波器。本技术的进一步技术方案是：所述数模转换器采用的是多路数模转换器。本技术的进一步技术方案是：所述微处理器采用的是具备浮点运算的stm32f437型号芯片。本技术的另一目的在于提供一种多用途小信号放大系统，所述多用途小信号放大系统包括多用途小信号放大器、上位机及OLED显示屏，所述多用途小信号放大器通过SPI接口数据通信连接所述OLED显示屏，所述多用途小信号放大器通过串口或USB接口连接所述上位机。本技术的有益效果是：不需要专用工控机，信号放大，模式转换，算法，显示集成在盒子完成，降低了成本；通用性好，可以根据不同测试对象通过USB更新内部算法，使其满足不同需求；可以使用该放大器作为一个完整的数据采集单元，长期监测某传感器信号，使用USB口传输数据到PC上；USB供电，取电方便。附图说明图1是本技术实施例提供的多用途小信号放大器的结构框图。图2是本技术实施例提供的多用途小信号放大系统的结构框图。具体实施方式如图1所示，本技术提供的多用途小信号放大器，所述多用途小信号放大器包括安装盒、PCB放大板，所述PCB放大板设于所述安装盒内，所述安装盒上设于USB接口和串口接口，所述PCB放大板上设有放大电路、USB接口端子及串口端子，所述USB接口端子及串口端子分别连接所述放大电路，所述PCB放大板通过螺钉或卡合方式固定在所述安装盒内。所述放大电路包括第一放大器、前级调零模块、第二放大器、后级调零模块、信号跟随器、滤波模块、微处理器及数模转换器，所述第一放大器的输出端连接所述前级条零模块的输入端，所述前级调零模块的输出端连接所述第二放大器的输入端，所述第二放大器的输出端连接所述后级调零模块的输入端，所述后级调零模块的输出端连接所述信号跟随器的输入端，所述信号跟随器的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接所述数模转换器的输入端，所述数模转换器连接所述微处理器双向通信。所述数模转换器通过SOP接口数据通信连接所述微处理器。所述第一放大器采用的是桥式放大器；所述第二放大器采用的是仪表放大器。所述后级调零模块包括运算放大器及加法器，所述运算放大器的输出端连接所述加法器的输入端。所述信号跟随器采用提高带载能力运算放大器。所述滤波模块采用的是有源滤波器。所述数模转换器采用的是多路数模转换器。所述微处理器采用的是具备浮点运算的stm32f437型号芯片。如图2所示，本技术的另一目的在于提供一种多用途小信号放大系统，所述多用途小信号放大系统包括多用途小信号放大器、上位机及OLED显示屏，所述多用途小信号放大器通过SPI接口数据通信连接所述OLED显示屏，所述多用途小信号放大器通过串口或USB接口连接所述上位机。通过研究桥式传感器的特点，在桥式放大器输入端设置了输入调零电路，使得输入的传感器信号是从0V开始；信号调零之后采用仪表放大器，由于其具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比等特点确保了信号的不失真，引入的噪声小。另外仪表放大器的增益可调从1-10000倍。能够适合绝大多数信号的应用；由于信号经过非常大的放大倍数可能会出现静态偏置电平，此时再使用运算放大器及加法器使之能够调零；为了增强信号的输出能力，使用运放构成电压跟随器提高带载能力；在跟随器之后设置了有源滤波器作为信号再进行模数转换前的滤波电路；采用高精度的多路模数转换器，输入范围可配置（±10.24V），满足桥式传感器正负电压的输入要求；模数转换器采用SPI接口与MCU进行数据通信及指令传输；MCU具备浮点运算单元的stm32f437芯片，有较高的数据运算能力，可以做一些中等难度的数据计算；经过MCU运算之后的数据可以实时通过OLED屏幕输出，可以是采集到三个通道的原始数据，经过滤波算法后的数据，或者经过定制其它算法后的结果等；MCU具有串口及USB接口，本设计中串口通过串口转USB芯片把串口转为USB接口，适合目前大多数电脑或笔记本都具有USB接口的特性，同时也可以通过芯片的USB接口来传输数据；MCU可以通过USB接口进行固件升级，在自动化设备中尤为重要，可以根据不同的测试对象要求修改MCU中的固件，从而实现一套硬件多种用途；整套信号放大器盒子采用USB供电，使用时只需要一个USB接口的适配器，或者插到电脑的USB口即。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多用途小信号放大器，其特征在于：所述多用途小信号放大器包括安装盒、PCB放大板，所述PCB放大板设于所述安装盒内，所述安装盒上设于USB接口和串口接口，所述PCB放大板上设有放大电路、USB接口端子及串口端子，所述USB接口端子及串口端子分别连接所述放大电路，所述PCB放大板通过螺钉或卡合方式固定在所述安装盒内。

【技术特征摘要】
1.一种多用途小信号放大器，其特征在于：所述多用途小信号放大器包括安装盒、PCB放大板，所述PCB放大板设于所述安装盒内，所述安装盒上设于USB接口和串口接口，所述PCB放大板上设有放大电路、USB接口端子及串口端子，所述USB接口端子及串口端子分别连接所述放大电路，所述PCB放大板通过螺钉或卡合方式固定在所述安装盒内。2.根据权利要求1所述的多用途小信号放大器，其特征在于，所述放大电路包括第一放大器、前级调零模块、第二放大器、后级调零模块、信号跟随器、滤波模块、微处理器及数模转换器，所述第一放大器的输出端连接所述前级调零模块的输入端，所述前级调零模块的输出端连接所述第二放大器的输入端，所述第二放大器的输出端连接所述后级调零模块的输入端，所述后级调零模块的输出端连接所述信号跟随器的输入端，所述信号跟随器的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块的输出端连接所述数模转换器的输入端，所述数模转换器连接所述微处理器双向通信。3.根据权利要求2所述的多用途小信号放大器，其特征在于，所述数模转换器通过SOP接口数据通信连接所述微处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽家平，漆恭荣，
申请(专利权)人：深圳科瑞技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44