一种衰减器及差分电压探头制造技术

本发明专利技术提供了一种衰减器及差分电压探头，包括相互对称的正向衰减电路和负向衰减电路、相互对称的第一补偿单元和第三补偿单元、相互对称的第二补偿单元和第四补偿单元、差分放大器；所述第一补偿单元、第二补偿单元、第三补偿单元和第四补偿单元均为由定值电容构成的可调电容单元；正向待测信号通过所述正向衰减电路进行衰减处理，并通过所述第一补偿单元和第二补偿单元调整预设频点的频率特性；负向待测信号通过所述负向衰减电路进行衰减处理，并通过所述第三补偿单元和第四补偿单元调整预设频点的频率特性；最后经过所述差分放大器计算差值并进行放大后输出。本发明专利技术有效解决了现有技术衰减器的稳定性欠佳、差分电压探头的测量结果失真的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种衰减器及差分电压探头
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种衰减器及差分电压探头。
技术介绍
差分电压探头是一种用于测量高压浮地电压的探头装置，广泛应用于电力电子领域。数百伏特的待测高压电压从差分电压探头的正极和负极输入，经过差分电压探头内部的衰减器后输出。为满足待测信号的频率范围可覆盖DC到200M，现有的差分电压探头内部分别在正向信号衰减支路和负向信号衰减支路配置了相互对称的衰减器，并使衰减器的幅度频率特征在较宽的频率范围内保持平坦且对称。相互对称的衰减器通过设置可调电容来调节不同频段的频率特性。然而，现有的可调电容的容量容易受到温度、湿度和机械振动的影响，稳定性欠佳，长时间使用后会导致衰减器的频率特性发生变化，进而使差分电压探头的输出信号发生失真，降低了差分电压探头的测量准确性。
技术实现思路
本专利技术提供一种衰减器及差分电压探头，以解决现有技术使用可调电容调节幅度频率特性时衰减器的稳定性欠佳、差分电压探头的测量结果失真的问题。本专利技术是这样实现的，一种衰减器，所述衰减器包括相互对称的正向衰减电路和负向衰减电路、相互对称的第一补偿单元和第三补偿单元、相互对称的第二补偿单元和第四补偿单元、差分放大器；所述正向衰减电路的第一端与待测信号的正极连接，第二端与所述差分放大器的正相输入端连接，第三端与所述第一补偿单元的第一端连接，第四端与所述第二补偿单元的第一端连接；所述负向衰减电路的第一端与待测信号的负极连接，第二端与所述差分放大器的反相输入端连接，第三端与所述第三补偿单元的第一端连接，第四端与所述第四补偿单元的第一端连接；所述正向衰减电路的第五端与所述负向衰减电路的第五端共接于浮地输出；所述第一补偿单元、第二补偿单元、第三补偿单元和第四补偿单元的第二端分别接浮地输出；所述正向衰减电路用于对正向待测信号进行衰减处理，并通过所述第一补偿单元和第二补偿单元调整预设频点的频率特性；所述负向衰减电路用于对负向待测信号进行衰减处理，并通过所述第三补偿单元和第四补偿单元调整预设频点的频率特性；所述差分放大器用于接收经所述正向衰减电路衰减处理后的正向待测信号和经所述负向衰减电路衰减处理后的负向待测信号，按预设增益对衰减处理后的正向待测信号和负向待测信号之间的差值进行放大处理及输出。可选地，所述正向衰减电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容；所述第一电阻与所述第一电容的第一并联端与待测信号的正极连接，所述第一电阻与所述第一电容的第二并联端与所述第一补偿单元的第一端、所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端之间的共接点与所述第二补偿单元的第一端、所述差分放大器的正相输入端连接；所述第三电阻的第二端连接浮地输出。可选地，所述负向衰减电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容；所述第四电阻与所述第二电容的第一并联端与待测信号的负极连接，所述第四电阻与所述第二电容的第二并联端与所述第三补偿单元的第一端、所述第五电阻的第一端连接；所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端之间的共接点与所述第四补偿单元的第一端、所述差分放大器的反相输入端连接；所述第六电阻的第二端连接浮地输出。可选地，所述第一补偿单元/第三补偿单元包括：第一补偿电阻；至少K个相互并联的定值电容单元，所述定值电容单元的第一并联端与所述第一补偿电阻连接，第二并联端连接浮地输出，每个所述定值电容单元包括相互串联的一个开关和一个定值电容；每一所述定值电容的容量与一个二进制位的位值对应；其中，K为正整数。可选地，所述第二补偿单元/第四补偿单元包括：第二补偿电阻；至少K个相互并联的定值电容单元，所述定值电容单元的第一并联端与所述第二补偿电阻连接，第二并联端连接浮地输出，每个所述定值电容单元包括相互串联的一个开关和一个定值电容；每一所述定值电容的容量与一个二进制位的位值对应；其中，K为正整数。可选地，每一个定值电容单元中的定值电容的容量为：P*2(k-1)；其中，P表示最低容量，k表示所述定值电容单元对应的二进制位，k＝1、2、……、K。可选地，所述开关为二进制编码器中的机械开关；所述衰减器还包括至少一个二进制编码器。可选地，所述二进制编码器为8421旋转编码器。可选地，所述开关为电控开关；所述衰减器还包括一控制器；所述电控开关的控制端与所述控制器连接；所述控制器被配置为输出二进制信号控制所述电控开关的通断。可选地，所述定值电容为陶瓷电容。本专利技术还提供了一种差分电压探头，所述差分电压探头包括如上所述的衰减器。本专利技术提供的一种衰减器，包括相互对称的正向衰减电路和负向衰减电路、相互对称的第一补偿单元和第三补偿单元、相互对称的第二补偿单元和第四补偿单元、差分放大器；所述第一补偿单元、第二补偿单元、第三补偿单元和第四补偿单元均为由定值电容构成的可调电容单元；正向待测信号通过所述正向衰减电路进行衰减处理，并通过所述第一补偿单元和第二补偿单元调整预设频点的频率特性；负向待测信号通过所述负向衰减电路进行衰减处理，并通过所述第三补偿单元和第四补偿单元调整预设频点的频率特性；最后经过所述差分放大器计算差值并进行放大后输出。本专利技术实施例通过由定值电容构成的补偿单元来替换现有的可调电容，既实现了可调电容的调节范围，又解决了可调电容易受外界影响的缺点，有效地解决了现有技术使用可调电容调节幅度频率特性时衰减器的稳定性欠佳、差分电压探头的测量结果失真的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的衰减器的电路结构示意图；图2是本专利技术另一实施例提供的衰减器的电路结构示意图；图3是本专利技术另一实施例提供的衰减器的电路结构示意图；图4是本专利技术另一实施例提供的衰减器的电路结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种衰减器，包括相互对称的正向衰减电路和负向衰减电路、相互对称的第一补偿单元和第三补偿单元、相互对称的第二补偿单元和第四补偿单元、差分放大器；所述第一补偿单元、第二补偿单元、第三补偿单元和第四补偿单元均为由定值电容构成的可调电容单元；正向待测信号通过所述正向衰减电路进行衰减处理，并通过所述第一补偿单元和第二补偿单元调整预设频点的频率特性；负向待测信号通过所述负向衰减电路进行衰减处理，并通过所述第三补偿单元和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衰减器，其特征在于，所述衰减器包括相互对称的正向衰减电路和负向衰减电路、相互对称的第一补偿单元和第三补偿单元、相互对称的第二补偿单元和第四补偿单元、差分放大器；/n所述正向衰减电路的第一端与待测信号的正极连接，第二端与所述差分放大器的正相输入端连接，第三端与所述第一补偿单元的第一端连接，第四端与所述第二补偿单元的第一端连接；/n所述负向衰减电路的第一端与待测信号的负极连接，第二端与所述差分放大器的反相输入端连接，第三端与所述第三补偿单元的第一端连接，第四端与所述第四补偿单元的第一端连接；/n所述正向衰减电路的第五端与所述负向衰减电路的第五端共接于浮地输出；/n所述第一补偿单元、第二补偿单元、第三补偿单元和第四补偿单元的第二端分别接浮地输出；/n所述正向衰减电路用于对正向待测信号进行衰减处理，并通过所述第一补偿单元和第二补偿单元调整预设频点的频率特性；/n所述负向衰减电路用于对负向待测信号进行衰减处理，并通过所述第三补偿单元和第四补偿单元调整预设频点的频率特性；/n所述差分放大器用于接收经所述正向衰减电路衰减处理后的正向待测信号和经所述负向衰减电路衰减处理后的负向待测信号，按预设增益对衰减处理后的正向待测信号和负向待测信号之间的差值进行放大处理及输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种衰减器，其特征在于，所述衰减器包括相互对称的正向衰减电路和负向衰减电路、相互对称的第一补偿单元和第三补偿单元、相互对称的第二补偿单元和第四补偿单元、差分放大器；
所述正向衰减电路的第一端与待测信号的正极连接，第二端与所述差分放大器的正相输入端连接，第三端与所述第一补偿单元的第一端连接，第四端与所述第二补偿单元的第一端连接；
所述负向衰减电路的第一端与待测信号的负极连接，第二端与所述差分放大器的反相输入端连接，第三端与所述第三补偿单元的第一端连接，第四端与所述第四补偿单元的第一端连接；
所述正向衰减电路的第五端与所述负向衰减电路的第五端共接于浮地输出；
所述第一补偿单元、第二补偿单元、第三补偿单元和第四补偿单元的第二端分别接浮地输出；
所述正向衰减电路用于对正向待测信号进行衰减处理，并通过所述第一补偿单元和第二补偿单元调整预设频点的频率特性；
所述负向衰减电路用于对负向待测信号进行衰减处理，并通过所述第三补偿单元和第四补偿单元调整预设频点的频率特性；
所述差分放大器用于接收经所述正向衰减电路衰减处理后的正向待测信号和经所述负向衰减电路衰减处理后的负向待测信号，按预设增益对衰减处理后的正向待测信号和负向待测信号之间的差值进行放大处理及输出。


2.如权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述正向衰减电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容；
所述第一电阻与所述第一电容的第一并联端与待测信号的正极连接，所述第一电阻与所述第一电容的第二并联端与所述第一补偿单元的第一端、所述第二电阻的第一端连接；
所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端之间的共接点与所述第二补偿单元的第一端、所述差分放大器的正相输入端连接；
所述第三电阻的第二端连接浮地输出。


3.如权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述负向衰减电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容；
所述第四电阻与所述第二电容的第一并联端与待测信号的负极连接，所述第四电阻与所述第二电容的第二并联端与所述第三补偿单元的第一端、所述第五电阻的第一端连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊小明，
申请(专利权)人：深圳市知用电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44