放大电路、功率分析仪和测量装置制造方法及图纸

本申请公开了一种放大电路、功率分析仪和测量装置。放大电路包括运算放大器、分压网络和反馈网络。运算放大器包括同相输入节点、反相输入节点和输出节点，同相输入节点耦接到参考电压；分压网络耦接在输入信号和反相输入节点之间，分压网络包括接收节点、中间节点、第一输入电阻器、第一输入电容器和第二输入电容器，接收节点用于接收输入信号，中间节点耦接到反相输入节点，第一输入电阻器和第一输入电容器并联耦接在接收节点和中间节点之间，第二输入电容器串联耦接在中间节点和参考电压之间；反馈网络耦接在反相输入节点和输出节点之间。

【技术实现步骤摘要】
放大电路、功率分析仪和测量装置
本申请涉及电子电路，更具体地，涉及一种放大电路以及包括该放大电路的功率分析仪和测量装置。
技术介绍
功率分析仪可用于测量电机、变频器、变压器等功率转换装置的功率参量，如有功功率、无功功率或视在功率等。功率分析仪通常包括输入级电路以将被测设备的高电压信号转换为较低电压信号，再输入到分析电路对该低电压信号进行分析。该输入级电路的结构会显著影响功率分析仪的性能。
技术实现思路
本申请的目的之一在于提供一种结构简单的放大电路。根据本申请的一个方面，提供了一种放大电路，所述放大电路包括：运算放大器，所述运算放大器包括同相输入节点、反相输入节点和输出节点，所述同相输入节点耦接到参考电压；分压网络，所述分压网络耦接在输入信号和所述反相输入节点之间，所述分压网络包括：接收节点，所述接收节点用于接收输入信号；中间节点，所述中间节点耦接到所述反相输入节点；第一输入电阻器和第一输入电容器，所述第一输入电阻器和第一输入电容器并联耦接在所述接收节点和所述中间节点之间；和第二输入电容器，所述第二输入电容器耦接在所述中间节点和所述参考电压之间；和反馈网络，所述反馈网络耦接在所述反相输入节点和所述输出节点之间。在一些实施例中，所述反馈网络包括一个或多个反馈支路，每个所述反馈支路耦接在所述反相输入节点和所述输出节点之间。在一些实施例中，所述反馈网络包括至少一个反馈支路，所述至少一个反馈支路包括彼此并联耦接的反馈电阻器和反馈电容器。在一些实施例中，所述至少一个反馈支路还包括与所述并联耦接的反馈电阻器和反馈电容器串联的开关。在一些实施例中，所述反馈网络包括至少一个反馈支路，所述至少一个反馈支路包括开关。在一些实施例中，所述分压网络还包括：第二输入电阻器，所述第二输入电阻器耦接在所述中间节点和所述反相输入节点之间。在一些实施例中，所述第一输入电容器的电容值和所述第一输入电阻器的电阻值的乘积等于所述第二输入电容器的电容值和所述第二输入电阻器的电阻值的乘积。在一些实施例中，所述第二输入电阻器的电阻值小于所述第一输入电阻器的电阻值的10％。根据本申请的另一方面，还提供了一种功率分析仪，所述功率分析仪包括如前述方面所述的放大电路。根据本申请的另一方面，还提供了一种测量装置，所述测量装置包括如前述方面所述的放大电路。以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。附图说明通过下面结合附图所做的详细说明以及所附的权利要求书，本领域技术人员将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图和详细说明仅描绘了本申请内容的若干示例性实施方式，不应将其认为是对本申请内容范围的限定。通过参考附图，本申请的内容将会得到更加明确和详细地说明。图1示出了根据本申请一个实施例的放大电路100的电路结构图。具体实施方式在下面的详细描述中，参考了构成说明书的一部分的附图。在附图中，除非上下文另有说明，类似的符号通常表示类似的组成部分。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，和做出其他变化。可以理解，可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。参考图1，图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的放大电路100的电路结构图。如图1所示，放大电路100包括运算放大器102、分压网络104和反馈网络106。其中，运算放大器102包括同相输入节点(+)、反相输入节点(-)和输出节点。在一些实施例中，运算放大器102可以是基于双极型结型晶体管的运算放大器，也可以是基于场效应晶体管的运算放大器，或者基于其他适合的器件实现的运算放大器。分压网络104耦接在输入信号Vin与运算放大器102的反相输入节点之间，用于对该输入信号Vin进行采样。分压网络104可以以与其电路结构对应的分压系数对输入信号Vin进行分压，并且产生幅值小于输入信号Vin的采样信号Vs。反馈网络106耦接在运算放大器102的反相输入节点与输出节点之间，其与分压网络104共同使得运算放大器102被配置为反相放大电路的结构。相比于同相放大电路，反相放大电路能够较容易地实现小于1的电路放大增益，并且也不需要为了切换电路的放大增益而在分压网络104中添加具有较高耐压的开关或继电器，这使得放大电路100的结构变得简单、体积缩小。对于功率分析仪或类似的电气测量装置，反相放大电路的较小的电路放大增益可以使得较大幅值的输入电压(例如220V的交流电压)减小到适于电子测量装置的幅值范围(例如小于或等于12V，或者小于或等于5V)；另外，反相放大电路在切换这种较小的电路放大增益时，仅需要体积较小的低电压开关；因而，采用反相放大电路结构的运算放大器特别适用于便携式电子测量装置。另外，较小的电路放大增益也有利于实现宽带宽输出。在一些实施例中，反馈网络106可以包括一个或多个反馈支路，并且每个反馈支路单独耦接在反相输入节点和输出节点之间。当反馈网络106包括多个反馈支路时，多个反馈支路之间彼此并联。这些反馈支路可以具有相同的或不同的反馈系数。可选地，每个反馈支路可以耦接有一个开关用于控制该反馈支路的闭合或断开。这样，通过控制每个反馈支路的开关的闭合或断开状态，可以调节放大电路100的电路增益，以适应输入信号Vin的不同幅值。在一些实施例中，每个反馈支路可以包括彼此并联耦接的反馈电阻器和反馈电容器，其中反馈电阻器可以用于确定该反馈支路的反馈增益，而反馈电容器可以用于：低通滤波，以滤除可能影响测量的高频噪声；确保放大电路的稳定性；以及协同下文将会详细描述的第二输入电容器Cin2一起确保放大电路频率响应特性的平坦。在一些实施例中，反馈电容器可以具有较小的电容值，例如1皮法至200皮法，或者其他适合的电容值。在一些实施例中，反馈电阻器的电阻值可以为100欧姆至500千欧姆，或者其他适合的电阻值。具体地，如图1所示，分压网络104包括接收节点IN、中间节点IMN、第一输入电阻器Rin1、第一输入电容器Cin1和第二输入电容器Cin2。其中，接收节点IN用于接收输入信号Vin；中间节点IMN耦接到运算放大器102的反相输入节点；第一输入电阻器Rin1和第一输入电容器Cin1并联耦接在接收节点IN和所述中间节点IMN之间；第二输入电容器Cin1串联耦接在中间节点IMN和参考电压Vref之间；反馈网络106耦接在运算放大器102的反相输入节点和输出节点OUT之间。如图1所示，反馈网络106包括一个或多个反馈支路，每个反馈支路包括彼此并联耦接的反馈电阻器Rf和反馈电容器C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放大电路，其特征在于，所述放大电路包括：/n运算放大器，所述运算放大器包括同相输入节点、反相输入节点和输出节点，所述同相输入节点耦接到参考电压；/n分压网络，所述分压网络耦接在输入信号和所述反相输入节点之间，所述分压网络包括：/n接收节点，所述接收节点用于接收输入信号；/n中间节点，所述中间节点耦接到所述反相输入节点；/n第一输入电阻器和第一输入电容器，所述第一输入电阻器和第一输入电容器并联耦接在所述接收节点和所述中间节点之间；和/n第二输入电容器，所述第二输入电容器耦接在所述中间节点和所述参考电压之间；和/n反馈网络，所述反馈网络耦接在所述反相输入节点和所述输出节点之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种放大电路，其特征在于，所述放大电路包括：
运算放大器，所述运算放大器包括同相输入节点、反相输入节点和输出节点，所述同相输入节点耦接到参考电压；
分压网络，所述分压网络耦接在输入信号和所述反相输入节点之间，所述分压网络包括：
接收节点，所述接收节点用于接收输入信号；
中间节点，所述中间节点耦接到所述反相输入节点；
第一输入电阻器和第一输入电容器，所述第一输入电阻器和第一输入电容器并联耦接在所述接收节点和所述中间节点之间；和
第二输入电容器，所述第二输入电容器耦接在所述中间节点和所述参考电压之间；和
反馈网络，所述反馈网络耦接在所述反相输入节点和所述输出节点之间。


2.根据权利要求1所述的放大电路，其特征在于，所述反馈网络包括一个或多个反馈支路，每个所述反馈支路耦接在所述反相输入节点和所述输出节点之间。


3.根据权利要求1所述的放大电路，其特征在于，所述反馈网络包括至少一个反馈支路，所述至少一个反馈支路包括彼此并联耦接的反馈电阻器和反馈电容器。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵章琰，
申请(专利权)人：福禄克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US