[发明专利]模拟缓冲器、电压测量电路及电能计量芯片

说明书

一种模拟缓冲器，分为两级，第一级是两对输入差分放大器，第二级是放大器，第二级的输出反馈会第一级其中一对差分放大器的输入端，形成模拟缓冲器。此模拟缓冲器既可以消除输入信号中的共模部分，使得其输出不饱和输入的共模信号，减轻模拟缓冲器后续电路的共模抑制要求；同时模拟缓冲器又可以保证输出信号为输入差分信号，避免了输入差分信号为强差分信号时，会饱和模拟缓冲器，从而满足应用对于模拟缓冲器线性度的要求。

技术领域

本申请属于电子电路技术领域，尤其涉及一种模拟缓冲器、电压测量电路及电能计量芯片。

背景技术

具有精准的自动故障检测的电能表是智能电能计量系统的重要构成部分，目前带故障检测的电压测量电路中，一般都是经过采样网络将待测量电压衰减到ADC(模数转换器)的输入电压安全范围以内，经过ADC转换后的数字输出进入数字处理单元进行电压幅度和相位的处理；同时经过采样网络后将专门的检测信号送给ADC，经过ADC转换后的数字输出进入数字处理单元进行电压幅度和相位的处理，通过观测检测信号的幅度和相位变化，可以知道片外采样网络中的片外组件故障，从而知道电压测量误差是多少。而往往，由于电压测量装置的内阻不够大，和采样网络一起作用后，导致ADC输入端的检测信号幅度随ADC内阻变化而剧烈变化，因此ADC内阻随着工艺变化时会影响检测信号的测量精度；同时ADC输入端的检测信号为高共模/弱差分信号，要求ADC能够提供高共模抑制比，而一般的ADC不具有高共模抑制，会影响检测信号的测量精度。因此在ADC和采样网络之间增加一个高输阻抗的模拟缓冲器可以解决上述问题，此模拟缓冲器需要同时处理强差分的被测量电压信号和强共模/弱差分的检测信号，既具有高线性度满足强差分信号的要求，又可以减去高共模信号减轻后续ADC共模抑制要求。

模拟缓冲器应用于许多电子电路中，其目的是把电子电路中的不同电路模块隔离开来，模拟缓冲器是单位增益放大器，具有极高的输入阻抗和极低的输出阻抗，而且线性度极高，可以保证输入的信号线性度不受损。但是传统的模拟缓冲器不具有共模抑制能力，而且其差分增益和共模增益均为1，因此输入端的强共模信号在模拟缓冲器输出端完全没有被抑制，不能减轻后续电路的共模抑制压力，因此不适用于输入信号有强共模/弱差分检测信号的电力测量装置中。

发明内容

本申请的目的在于提供一种模拟缓冲器、分压电路参数的检测电路及电能计量芯片，旨在解决传统的模拟缓冲器高输入阻抗、共模抑制能以及线性度不能兼顾的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种模拟缓冲器，包括一对输入端子、一对输出端子、第一负载、第二负载、第一级差分放大电路以及第二级差分放大电路，其中：

所述第一级差分放大电路包括两个差分放大电路，其中一个所述差分放大电路的两个差分输入端分别连接两个所述输入端子以接入输入信号，另一个所述差分放大电路的两个差分输入端分别连接第二级差分放大电路的两个差分输出端，两个所述差分放大电路的第一差分输出端和所述第二级差分放大电路的第一差分输入端共接到所述第一负载，两个所述差分放大电路的第二差分输出端和所述第二级差分放大电路的第二差分输入端共接到所述第二负载，所述第二级差分放大电路的两个输出端分别连接两个所述输出端子，所述第一级差分放大电路能抑制所述输入信号中的共模信号，使得所述模拟缓冲器的输出电压与输入电压差对应。

本申请实施例的第一方面提供了一种电压测量电路，包括以上所述的模拟缓冲器

本申请实施例的第三方面提供了一种电能计量芯片，包括以上所述的电压测量电路。

上述的模拟缓冲器既可以消除输入信号中的共模部分，使得其输出不饱和输入的共模信号，减轻模拟缓冲器后续电路的共模抑制要求；同时模拟缓冲器又可以保证输出信号匹配输入差分信号，避免了输入差分信号为强差分信号时，会饱和模拟缓冲器，从而满足应用对于模拟缓冲器线性度的要求。

附图说明