一种电流信号检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电流信号检测装置，该装置包括功率放大电路、电流传感器模块、差分放大电路、带通滤波电路、后置放大器电路、射极跟随器电路和信号采集电路。外部周期信号作为整个系统的输入信号，该信号经过功率放大电路后经过电流传感器感应出电流信号进入差分放大电路，带通滤波电路的输入端接差分放大器的输出端，经滤波后的信号进入放大器电路进行一定的放大，射极跟随器输出与输入等幅等频的信号，信号采集电路实现对信号的采集与显示。本实用新型专利技术结构简洁，电路损耗低。克服了噪声大、漂移严重等问题，同时由于该芯片具有低噪声、宽带宽、高精度的特性，大大提高了信号的采集精度和系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电流信号检测装置
本技术涉及电流信号检测设备，尤其涉及一种用于检测周期、感应信号的电流信号检测装置。
技术介绍
目前大多数的电流信号监测装置由于对芯片的选择以及对模拟电路的设计不合理，使得设计出来的信号检测装置存在噪声大、漂移严重以及失真度高等缺点，同时由于单片机的内部定时器和主频有限，对信号的采集速度慢、误差大、分辨率较低，因此无法满足精度的需求，同时当信号为正弦波或者三角波的时候，此时由于信号的频谱所覆盖的范围比较广，因此单片机无法对其进行精准的采集，因此需要设计出一种电流检测装置来满足需求。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种能够提高信号精度的电流信号检测装置。技术方案：一种电流信号检测装置，包括功率放大电路、电流传感器模块、差分放大电路、带通滤波电路、后置放大器电路、射极跟随器电路和信号采集电路；外部周期信号作为整个系统的输入信号，该信号经过功率放大电路之后进入电流传感器模块，经电流传感器模块感应出电流信号进入差分放大电路，在差分放大电路中进行相应的放大以及滤除部分噪声之后进入带通滤波电路，在滤除相应的频谱分量之后判断信号的幅度，对单片机无法准确测量的信号的幅度进行放大后进入射极跟随器电路，经跟随器隔离影响之后进入单片机进行测量。所述功率放大电路采用OPA548芯片，还包括电阻R11、电阻R12、电阻R13’、反馈电阻Rf、电阻R13，电容C12、电容C110、电容C130、电容C131以及排针P11、信号输入端IN、信号输出端VOUT；所述功率放大电路的放大倍数为一倍；所述电阻R11一端与电阻R12相连，另外一端与芯片OPA548的VIN+引脚相连；电阻R12一端与电阻R11相连，另外一端与芯片OPA548的输入端IN端相连；电阻R13一端与地相连，另外一端与芯片OPA548的VIN-引脚相连；电阻R13’一端与芯片OPA548的引脚Ilim相连，另外一端与电容C110、电容C130以及排针P11相连；反馈电阻Rf一端与电阻R13以及芯片OPA548的VIN-相连，另外一端与芯片OPA548的VOUT以及芯片OPA548的VO端相连；电容C110、电容C130的一端与芯片OPA548的Ilim引脚相连，另外一段与地相连；电容C12、电容C131一端与芯片OPA548的V+引脚和排针P11相连，另外一端与地相连。所述电流传感器模块为由漆包线在锰芯磁环上绕制线圈制作而成。所述差分放大电路采用INA217芯片，还包括芯片输入信号引脚P21、输入信号引脚P22、排针P23、输出信号引脚P24以及电容C220、电容C221、电容C230、电容C231、电阻R21、电阻R22；其中电阻R21一端与芯片INA217的VIN-引脚以及输入信号引脚P21相连，另外一端与芯片INA217的VIN+引脚以及输入信号引脚P22相连；电阻R22一端与芯片INA217的RG1引脚相连，另外一端与芯片INA217的RG2引脚相连；电容C221、电容C231一端与芯片INA217的V-引脚以及P23相连，另外一端与地相连；电容C220、电容C230一端与芯片INA217的V+引脚以及排针P23相连，另外一端与地相连；芯片INA217的引脚REF与地相连，引脚VOUT与输出信号引脚P24相连。所述带通滤波电路采用巴特沃斯构型；设定其高通滤波电路的截止频率为40Hz，设定低通滤波电路的截止频率为4KHz，由此组成带通滤波器。所述低通滤波电路包括信号输入端子P31、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C332、电容C333、电容C335、电容C337、输出信号端子P32、排针P34以及两个OPA227芯片：第一OPA227芯片和第二OPA227芯片，其中电阻R31一端与输入信号端子P31相连，另外一端与电阻R32、电阻R33和电容C31相连，电阻R32一端与电阻R31、电容C31、电阻R33相连，另外一端与电容C32和电阻R34相连，电阻R33一端与电阻R31、电阻R32和电容C31相连，另外一端与电容C32以及第一OPA227芯片引脚-IN相连；电容C32一端与电阻R31、电阻R32、电阻R333相连，另外一端与地相连；电容C37、电容C332一端与第一OPA227芯片的V+引脚以及排针P34相连，另外一端与地相连；电阻R34一端与电阻R32、电容C32以及第一OPA227芯片引脚output相连，另外一端与电容C34、电阻R35、电阻R36相连；电容C34一端与电阻R34、电阻R35和电阻R36相连，另外一端与地相连；电阻R35一端与电容C34、电阻R34、电阻R36相连，另外一端与电容C35以及第二OPA227芯片引脚-IN相连；电阻R36一端与电容C34、电容R34、电容R35相连，另外一端与电容C35、输出信号端子P32以及第二OPA227芯片的output引脚相连；电容C38和电容C333一端与第二OPA227芯片引脚V+、排针P34相连，另一端与地相连；电容C33、电容C335一端与第一OPA227芯片的V+引脚、排针P34相连，另外一端与地相连；电容C36、电容C337一端与第二OPA227芯片的V+引脚以及排针P34相连，另外一端与地相连；输出信号端子P32一端与第二OPA227芯片的output引脚相连，另外一端地相连；输入信号端子P31一端与电阻R31相连，另外一端与地相连；所述高通滤波电路包括输入信号端子P41、输出信号端子P43、电容C41、电容C42、电容C43、电容C49、电容C430、电容C411、电容C434、电容C44、电容C45、电容C46、电容C48、电容C431、电容C47、电容C435、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、排针P44以及两个OPA227芯片：第三OPA227芯片和第四OPA227芯片，其中输入信号端子P41一端与地相连，另外一端与电容C41相连；电容C41一端与输入信号端子P41相连，另外一端与电阻R41、电容C42、电容C43相连；电阻R41一端电容C41、电容C42、电容C43相连，另外一端与地相连；电容C42一端与电容C41、电容C43、电阻R41相连，另外一端与第三OPA227芯片的+IN引脚以及电阻R42相连；电容C43一端与电容C441、电容C2、电阻R41相连，另外一端与电阻R42以及第三OPA227芯片的output引脚相连；电阻R42一端与电容C42以及第三OPA227芯片的+IN引脚相连，另外一端与电容C43以及第三OPA227芯片的output引脚相连；电容C49、电容C430一端与第三OPA227芯片的V+以及排针P44、电容C48、电容C431引脚相连，另外一端与地相连；第三OPA227芯片的+IN引脚接地；电容C44一端与第三OPA227芯片的output引脚以及电阻R42、电容C43相连，另外一端与电阻R43、电容C45、电容C46相连；电阻R43一端与电容C44、电容C45、电容C46相连，另外一端与地相连；电容C45一端与电阻R4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流信号检测装置，其特征在于：包括功率放大电路、电流传感器模块、差分放大电路、带通滤波电路、后置放大器电路、射极跟随器电路和信号采集电路；外部周期信号作为整个系统的输入信号，该信号经过功率放大电路之后进入电流传感器模块，经电流传感器模块感应出电流信号进入差分放大电路，在差分放大电路中进行相应的放大以及滤除部分噪声之后进入带通滤波电路，在滤除相应的频谱分量之后判断信号的幅度，对单片机无法准确测量的信号的幅度进行放大后进入射极跟随器电路，经跟随器隔离影响之后进入单片机进行测量。

【技术特征摘要】
1.一种电流信号检测装置，其特征在于：包括功率放大电路、电流传感器模块、差分放大电路、带通滤波电路、后置放大器电路、射极跟随器电路和信号采集电路；外部周期信号作为整个系统的输入信号，该信号经过功率放大电路之后进入电流传感器模块，经电流传感器模块感应出电流信号进入差分放大电路，在差分放大电路中进行相应的放大以及滤除部分噪声之后进入带通滤波电路，在滤除相应的频谱分量之后判断信号的幅度，对单片机无法准确测量的信号的幅度进行放大后进入射极跟随器电路，经跟随器隔离影响之后进入单片机进行测量。2.根据权利要求1所述的电流信号检测装置，其特征在于：所述功率放大电路采用OPA548芯片，还包括电阻R11、电阻R12、电阻R13’、反馈电阻Rf、电阻R13，电容C12、电容C110、电容C130、电容C131以及排针P11、信号输入端IN、信号输出端VOUT；所述功率放大电路的放大倍数为一倍；所述电阻R11一端与电阻R12相连，另外一端与芯片OPA548的VIN+引脚相连；电阻R12一端与电阻R11相连，另外一端与芯片OPA548的输入端IN端相连；电阻R13一端与地相连，另外一端与芯片OPA548的VIN-引脚相连；电阻R13’一端与芯片OPA548的引脚Ilim相连，另外一端与电容C110、电容C130以及排针P11相连；反馈电阻Rf一端与电阻R13以及芯片OPA548的VIN-相连，另外一端与芯片OPA548的VOUT以及芯片OPA548的VO端相连；电容C110、电容C130的一端与芯片OPA548的Ilim引脚相连，另外一段与地相连；电容C12、电容C131一端与芯片OPA548的V+引脚和排针P11相连，另外一端与地相连。3.根据权利要求1所述的电流信号检测装置，其特征在于：所述电流传感器模块为由漆包线在锰芯磁环上绕制线圈制作而成。4.根据权利要求1所述的电流信号检测装置，其特征在于：所述差分放大电路采用INA217芯片，还包括芯片输入信号引脚P21、输入信号引脚P22、排针P23、输出信号引脚P24以及电容C220、电容C221、电容C230、电容C231、电阻R21、电阻R22；其中电阻R21一端与芯片INA217的VIN-引脚以及输入信号引脚P21相连，另外一端与芯片INA217的VIN+引脚以及输入信号引脚P22相连；电阻R22一端与芯片INA217的RG1引脚相连，另外一端与芯片INA217的RG2引脚相连；电容C221、电容C231一端与芯片INA217的V-引脚以及P23相连，另外一端与地相连；电容C220、电容C230一端与芯片INA217的V+引脚以及排针P23相连，另外一端与地相连；芯片INA217的引脚REF与地相连，引脚VOUT与输出信号引脚P24相连。5.根据权利要求1所述的电流信号检测装置，其特征在于：所述带通滤波电路采用巴特沃斯构型；设定其高通滤波电路的截止频率为40Hz，设定低通滤波电路的截止频率为4KHz，由此组成带通滤波器。6.根据权利要求5所述的电流信号检测装置，其特征在于：所述低通滤波电路包括信号输入端子P31、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C332、电容C333、电容C335、电容C337、输出信号端子P32、排针P34以及两个OPA227芯片：第一OPA227芯片和第二OPA227芯片，其中电阻R31一端与输入信号端子P31相连，另外一端与电阻R32、电阻R33和电容C31相连，电阻R32一端与电阻R31、电容C31、电阻R33相连，另外一端与电容C32和电阻R34相连，电阻R33一端与电阻R31、电阻R32和电容C31相连，另外一端与电容C32以及第一OPA227芯片引脚-IN相连；电容C32一端与电阻R31、电阻R32、电阻R333相连，另外一端与地相连；电容C37、电容C332一端与第一OPA227芯片的V+引脚以及排针P34相连，另外一端与地相连；电阻R34一端与电阻R32、电容C32以及第一OPA227芯片引脚output相连，另外一端与电容C34、电阻R35、电阻R36相连；电容C34一端与电阻R34、电阻R35和电阻R36相连，另外一端与地相连；电阻R35一端与电容C34、电阻R34、电阻R36相连，另外一端与电容C35以及第二OPA227芯片引脚-IN相连；电阻R36一端与电容C34、电容R34、电容R35相连，另外一端与电容C35、输出信号端子P32以及第二OPA227芯片的output引脚相连；电容C38和电容C333一端与第二OPA227芯片引脚V+、排针P34相连，另一端与地相连；电容C33、电容C335一端与第一OPA227芯片的V+引脚、排针P34相连，另外一端与地相连；电容C36、电容C337一端与第二OPA227芯片的V+引脚以及排针P34相连，另外一端与地相连；输出信号端子P32一端与第二OPA227芯片的output引脚相连，另外一端地相连；输入信号端子P31一端与电阻R31相连，另外一端与地相连；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭靖，左泰林，张越，祁长军，徐跃，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32