[实用新型]高精度交流信号模数转换检测电路

说明书

技术领域

本实用新型属于交流电机控制器领域，尤其是一种高精度交流信号模数转换检测电路。

背景技术

交流电机的数字控制器通常涉及电机电压、电流检测问题。由于交流电机的电压、电流等信号存在固有的交流特性，因此对其信号检测必然涉及双向信号处理问题。在信号检测时，一般通过电流传感器或电压传感器将交流信号转换为初级电压信号，初级电压信号经前置运算放大器进行电平匹配后再由电压平移电路将初级双极性电压信号变换为AD转换模块可接受的单极性信号。图3所示电路为目前常用的单通道信号检测电路，在该电路中，初级电压信号V₀的变化范围是-V_0m～+V_0m，前置运算放大器K1将初级信号变换到V₁，V₁的变化范围为-2.5V至+2.5V，再经2.5V电压平移电路将V₁变换到V₂，此时V₂的变化范围为0～5V，与AD转换模块的输入信号兼容。对于10位精度AD转换模块，其数字变化范围对应0～1023或-512～+512，也就是说，若将双极性模拟信号转换为双极性数字信号，10位精度AD转换模块只能输出9位数字精度(或50％数值精度)，从而限制了数字控制器精度。由于现有的AD转换模块精度通常为10位，且输入信号范围为0～5V，因此，单通道信号检测电路只能保证1/512的数字分辨率，不能满足高精度工业变频调速装置所需要的1/1000的设计分辨率要求。

发明内容

本实用新型的目地在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理并且能够提高检测精度的高精度交流信号模数转换检测电路。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高精度交流信号模数转换检测电路，包括初级交流信号，初级交流信号与第一前置放大电路的输入端相连接，初级交流信号经反极性信号转换电路反相后与第二前置放大电路的输入端相连接，第一前置放大电路和第二前置放大电路的输出端分别连接到AD转换模块的两个转换通道上。

而且，所述的第一前置放大电路由运算放大器K1、输入电阻R1、反馈电阻R2及二极管D1连接构成，输入电阻R1连接到运算放大器K1的反相输入端，在运算放大器K1的反相输入端与输出端之间并联反馈电阻R2和二极管D1，运算放大器K1的同相输入端接地；所述的第二前置放大电路由运算放大器K3、输入电阻R5、反馈电阻R6及二极管D2连接构成，输入电阻R5连接到运算放大器K3的反相输入端，在运算放大器K3的反相输入端与输出端之间并联反馈电阻R6和二极管D2，运算放大器K3的同相输入端接地。

而且，所述的反极性信号转换电路由运算放大器K2、输入电阻R3和反馈电阻R4连接构成，输入电阻R3连接到运算放大器K2的反相输入端，在运算放大器K2的反相输入端与输出端之间连接反馈电阻R4，运算放大器K2的同相输入端接地。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本模数转换检测电路将初级交流信号分为正极性和反极性两路单极性信号分别送入各自的前置放大器电路中，两个前置放大器电路分别输出两路单极性信号给AD转换器的两个转换通道，使得每个AD转换器均能达到最高的转换精度，从而使双极性数字信号具有两倍数字精度，满足了高精度工业变频调速装置所需要设计分辨率的要求，保证了数字控制器的准确性。

2、本模数转换检测电路增强了输入信号的额定工作电压，从而提高了有用信号与噪音信号的比例(信噪比)，即提高了信号的抗干扰能力；同时由两个运算放大器电路组成的绝对值放大电路确保信号在零点无死区，从而保证了信号的线性度。

3、本模数转换检测电路虽然增加了部分元器件数量，但这些器件均为低成本元件，但却将信号检测精度提高了一倍，提高了检测电路的性价比。

4、本实用新型设计合理，将初级交流信号分别进行正极性及反极性信号处理并送入AD转换模块中实现双通道信号检测功能，满足了高精度数字控制器的设计分辨率的要求，提高了模数转换检测电路的抗干扰能力和模数转换检测电路的性价比，可广泛地应用在交流电机的数字控制器中。

附图说明

图1是本实用新型的电路方框图；

图2是本实用新型的电路图；

图3是现有单通道信号检测电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。