一种热电堆输出放大滤波电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种热电堆输出放大滤波电路，其包括：电压跟随电路、差分放大电路和切比雪夫滤波电路。本实用新型专利技术抑制了常规电路放大时的高噪声影响，提高了热电堆输出信号的采集精度，拓宽了热电堆输出信号的动态范围，能够在输出端得到干扰更小，更加真实的放大信号。号。号。

【技术实现步骤摘要】
一种热电堆输出放大滤波电路


[0001]本技术涉及一种温度传感器辅助电路，尤其涉及一种热电堆输出放大滤波电路。

技术介绍

[0002]非接触式红外测温仪常采用热电堆作为感温元件。热电堆通过检测物体表面发出的红外线，从而检测物体的辐射能量与表面温度。热电堆由两个或多个热电偶串接组成，当各个热电偶测温端温度上升时，热电偶之间就会产生热电动势，因此在输出端就可以获得它们的电压之和。而当物体表面温度升高1℃，热电堆输出电压变化仅为毫伏级别，因此需要为热电堆设计一种输出信号放大电路。
[0003]2013年4月15日公开的中国专利“一种热电堆读出电路”（申请号：201310130122.8）中描述，其包括：斩波放大电路，与热电堆相连，用于对热电堆的输出信号进行斩波放大；多重反馈滤波电路，与斩波放大电路的输出端连接，用于滤除斩波放大电路产生的纹波及热电堆输出的高频噪声；Sallen
‑
Key滤波电路，与多重反馈滤波电路的输出端连接，用于对多重反馈滤波电路输出信号中的高频噪声及纹波进行滤除，并将热电堆的输出信号进行输出。此专利中描述的斩波放大电路会带来运放输入电流，减小运放的阻抗，从而引发外部电路的寄生热电偶效应进而对热测量信号产生干扰，同时斩波放大电路产生的带宽噪声需要采用较多的滤波机制，增加了电路的复杂度。

技术实现思路

[0004]本技术的一个目的就是提供一种热电堆输出放大滤波电路，其解决了现有技术中电路结构复杂，且降低对热测量信号干扰的问题。
[0005]为实现该目所采用的技术方案包括：电压跟随电路，与热电堆相连，用于将热电堆与差分放大电路的隔离；差分放大电路，与电压跟随电路的输出端连接；切比雪夫滤波电路，切比雪夫滤波电路与差分放大电路的输出相连。
[0006]所述电压跟随电路包括偏置电源电路和电压跟随器，所述电压跟随器包括第一运算放大器U1、第一电容C1、第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的一端与偏置电源电路相连，第二电阻R2的另一端连接到第一运算放大器U1的正相输入端，所述第一电容C1和第三电阻R3并联且两者的一端连接到第一运算放大器U1的反相输入端，两者的另一端连接到第一运算放大器U1的输出端。
[0007]所述差分放大电路包括第一滤波平衡电路和第二滤波平衡电路；第一滤波平衡电路包括第四电阻R4和第三电容C3，第四电阻R4和第三电容C3的一端连接，且第四电阻R4的这一端连接热电堆；第二滤波平衡电路包括第五电阻R5和第四电容C4，第五电阻R5和第四电容C4的一端连接；第一滤波平衡电路连接第二运算放大器U2的正相输入端，第二滤波平衡电路连接第二运算放大器U2的反相输入端。
[0008]所述差分放大电路连接反馈回路，所述反馈回路包括第六电阻R6和第二电容C2，
第六电阻R6和第二电容C2的一端连接第二运算放大器U2的反相输入端，另一端连接第二运算放大器U2的输出端。
[0009]所述切比雪夫滤波电路连接差分放大电路的输出端，切比雪夫滤波电路包括：前级滤波电路和后级滤波电路，前级滤波电路连接后级滤波电路，前级滤波电路包括：第三运放器U3和两组RC滤波器，后级滤波电路包括：第四运放器U4与另一两组RC滤波器。
[0010]本技术的优点：热电堆的信号通过电压跟随器与后面的放大电路隔离开，降低了后面滤波放大电路对热电堆信号带来的干扰，差分放大电路对热电堆的信号进行放大，抑制了共模信号的干扰，增大了热电堆信号的动态输出范围，并降低了电源带来的噪声，切比雪夫滤波电路滤除了差分放大电路输出中的高频干扰。整体电路抑制了常规电路放大时的高噪声影响，能够在输出端得到干扰更小，更加真实的放大信号。
附图说明
[0011]图1为本技术的放大滤波电路的电路图，图2为本技术的切比雪夫滤波电路的电路图。
[0012]附图标记说明：（1）热电堆、（2）电压跟随电路、（3）差分放大电路、（4）前级滤波电路、（5）后级滤波电路
具体实施方式
[0013]本技术的具体实施方式包括：电压跟随电路2，与热电堆1相连，用于将热电堆1的负极V
‑
与后面的差分放大电路3隔离开，避免相互影响的同时提高了带载能力；差分放大电路3，与电压跟随电路2的输出端连接，用于将热电堆1的负极V
‑
与正极V+的输出信号进行差分放大，同时滤除运算放大器U1正反相输入端的噪声；如图2所示切比雪夫滤波电路与差分放大电路3的输出相连，用于滤除差分放大电路3输出信号中的高频噪声，并输出热电堆1采集到的信号。热电堆1的正极V+连接第四电阻R4，热电堆1的负极V
‑
连接第二电阻R2。
[0014]所述电压跟随电路包括：偏置电源电路和电压跟随器。所述偏置电源电路包括：基准电源V
ref
和第一电阻R1，基准电源V
ref
是为了将热电堆的输出信号抬高到第一运算放大器U1的工作区间内，第一电阻R1起到限流作用。所述电压跟随器包括：第一运算放大器U1、第一电容C1、第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的一端与偏置电源电路相连，第二电阻R2的另一端连接到第一运算放大器U1的正相输入端，所述第一电容C1和第三电阻R3并联且两者的一端连接到第一运算放大器U1的反相输入端，两者的另一端连接到第一运算放大器U1的输出端V
OUT1
。
[0015]所述差分放大电路包括第一滤波平衡电路和第二滤波平衡电路；第一滤波平衡电路包括第四电阻R4和第三电容C3，第四电阻R4和第三电容C3的一端连接，且第四电阻R4的这一端连接热电堆；第二滤波平衡电路包括第五电阻R5和第四电容C4，第五电阻R5和第四电容C4的一端连接；第一滤波平衡电路连接第二运算放大器U2的正相输入端，第二滤波平衡电路连接第二运算放大器U2的反相输入端。所述差分放大电路连接反馈回路，所述反馈回路包括第六电阻R6和第二电容C2，第六电阻R6和第二电容C2的一端连接第二运算放大器U2的反相输入端，另一端连接第二运算放大器U2的输出端V
OUT2
。第一滤波平衡电路和第二滤波平衡电路既起到了阻抗匹配的作用，又降低了运放芯片中偏置电流对于差分放大电路
的影响。
[0016]如图2所示所述切比雪夫滤波电路连接差分放大电路（2）的输出端V
OUT2
，切比雪夫滤波电路包括：前级滤波电路（4）和后级滤波电路（5），前级滤波电路（4）连接后级滤波电路（5）。前级滤波电路（4）包括：第三运放器U3和两组RC滤波器，后级滤波电路（5）包括：第四运放器U4与另一两组RC滤波器。前级滤波电路（4）的结构与后级滤波电路（5）相同，下面以前级滤波电路（4）为例进行说明：第七电阻R7一端与切比雪夫滤波电路的输出V
OUT2
相连，另一端与第八电阻R8和第七电容C7相连。电阻R8的另一端连接第五电容C5与第三运算放大器U3的同相输入端。第七电容C7的另一端连接第三运算放大器U本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电堆输出放大滤波电路，其特征是：包括电压跟随电路（2），与热电堆（1）相连，用于将热电堆与差分放大电路（3）的隔离；差分放大电路（3），与电压跟随电路（2）的输出端连接；切比雪夫滤波电路，切比雪夫滤波电路与差分放大电路（3）的输出相连。2.根据权利要求1所述的热电堆输出放大滤波电路，其特征在于：所述电压跟随电路（2）包括偏置电源电路和电压跟随器，所述电压跟随器包括第一运算放大器U1、第一电容C1、第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2的一端与偏置电源电路相连，第二电阻R2的另一端连接到第一运算放大器U1的正相输入端，所述第一电容C1和第三电阻R3并联且两者的一端连接到第一运算放大器U1的反相输入端，两者的另一端连接到第一运算放大器U1的输出端。3.根据权利要求1所述的热电堆输出放大滤波电路，其特征在于：所述差分放大电路（3）包括第一滤波平衡电路和第二滤波平衡电路；第一滤波平衡电路包括第四电阻R4和第三电容C3，第四电阻R4...

【专利技术属性】
技术研发人员：古瑞琴，赵倩荷，李威，陈睿，李帅，
申请(专利权)人：郑州炜盛电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：