[发明专利]一种单极性AD采样调理电路

说明书

本发明提供了一种单极性AD采样调理电路，包括基准电压产生电路、电压跟随电路、滤波电路和电压电流变换电路；所述基准电压产生电路、电压跟随电路和滤波电路依次导通连接，且基准电压产生电路的输入端连接、输入参考电压；所述电压电流变换电路包括有一个以上电流互感器和一个以上电压互感器，所述电流互感器和电压互感器均设有两个与设备外部的强电输入电流连接的输入端、一个与滤波电路的输出端连接的输出端和一个模拟量调理输出端。这样，采用一个本单极性AD采样调理电路即可同时将多通道双极性模拟信号转换成单极性模拟信号，电子元器件数量大大减小，不仅节约成本，还减少设备故障几率，设备运行更可靠，而且各个通道之间的误差也减小。

【技术领域】

本发明属于模数信号转换技术领域，尤其涉及一种单极性AD采样调理电路。

【背景技术】

目前，在电力系统继电保护设备、电力仪表、工业自动化设备及工业自动化控制中，绝大部分都是采用数字处理及数字显示，采用模拟处理的已经少之又少了。但是，这些设备的原始信号(如电压、电流、压力、温度等)都是连续变化的模拟信号，因此必须将连续变化的模拟信号转换为数字信号后才能进行数字处理和数字显示。

将模拟信号转换为数字信号的过程称为模数(AD)转换，相应的器件称为模数(AD)转换器。目前现有的模数(AD)转换器分为单极性模数转换器和双极性模数转换器，其中单极性模数转换器的结构较为简单，且价格便宜；双极性模数转换器则结构相对比较复杂，且价格较贵。

【发明内容】

但是，在工业现场中的模拟信号大部分都是双极性信号，如电力系统的交流电压、电流信号；如果要使用单极性的模数(AD)转换器转换交流电压、电流信号，就必须将这些信号先转换成单极性的信号后才能输入模数(AD)转换器。为此，一般是采用如图1所示调理电路，将双极性模拟信号转换成单极性模拟信号，具体是采用将原信号叠加一个直流电压信号，从而使原信号只在一个方向变化；如果R1＝R2，则VO＝0.5Vref–VI。但现有这些调理电路只能调理一个通道的双极性模拟信号，而一般一个设备需要采集的交流模拟量通道有几个，多的有20来个交流模拟量通道，这样每个通道都需要一个现有的调理电路，由于每个电阻存在误差，将会造成的每个通道叠加的直流电压也不完全相同，增加了通道之间误差率，而且增加了电路的复杂性，设备稳定性难以保证，同时还增加了硬件成本。

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种采用一个调理电路即可同时将多通道双极性模拟信号转换成单极性模拟信号，大大减小了电子元器件的数量，节约成本，减少故障几率，提高了设备运行的可靠性，且各个通道之间的误差大大减小的单极性AD采样调理电路。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：

一种单极性AD采样调理电路，包括基准电压产生电路、电压跟随电路、滤波电路和电压电流变换电路；其中，所述基准电压产生电路、电压跟随电路和滤波电路依次导通连接，且基准电压产生电路的输入端连接、输入参考电压；所述电压电流变换电路包括有一个以上电流互感器和一个以上电压互感器，所述电流互感器和电压互感器均设有两个与设备外部的强电输入电流连接的输入端、一个与滤波电路的输出端连接的输出端和一个模拟量调理输出端。

进一步地，所述基准电压产生电路由基准电压芯片N1、电容器C3和电容器C4组成，所述基准电压芯片N1的输入端连接、输入参考电压，输出端与电压跟随电路导通连接；所述电容器C3和电容器C4分别并接于基准电压芯片N1的输入端和输出端。

进一步地，所述电压跟随电路是运算放大器，其正极输入端与基准电压芯片N1的输出端连接，所述运算放大器的负极输入导连接到其自身输出端上，而输出端则与滤波电路导通连接。

进一步地，所述滤波电路是低通滤波电路，由电阻器R1、电容器C1和电容器C2组成；所述电容器C1和电容器C2并接于电阻器R1的输出端，且一并与电压电流变换电路的电流互感器和电压互感器的一个输出端连接。

本发明的有益效果如下：