[发明专利]提高交流电桥测量电路测量精度的方法

权利要求书

1.一种提高交流电桥测量电路测量精度的方法，其特征在于：在原有串联的交流测量电桥、放大电路和相敏检波电路中增设增量-总和调制电路；交流测量电桥、放大电路、相敏检波电路和所述增量-总和调制电路彼此串联构成负反馈闭环回路；

所述增量-总和调制电路由彼此串联的前馈积分电路、A/D转换电路和D/A转换电路构成；

所述增量-总和调制电路中的A/D转换电路输出的信号分两路，一路输出数字信号；另一路与所述增量-总和调制电路中的D/A转换电路的信号输入端相连，经D/A转换电路生成反馈信号，反馈至所述交流测量电桥的测量信号输入端或反馈至所述放大电路的输入端；

通过在测量电路中增设增量-总和调制电路，采用较高的所述放大电路的增益和所述交流测量电桥的正弦交流激励信号的幅值，抑制所述相敏检波电路的解调误差和解调噪声，抑制信号通带内的量化噪声；

所述增量-总和调制电路的采样频率至少为被测量信号最高频率的二十倍；

所述前馈积分电路选用二阶积分电路，其传递函数为时，需要满足的取值在0.3-2.0之间；

所述前馈积分电路选用三阶积分电路，其传递函数为时，需满足如下条件：⑴⑵的取值在2.74-17.58之间；⑶的取值在2.74-17.58之间；

其中：s表示复变量，f_s是采样频率，a、b和c是前馈积分电路的系数，k_A是放大电路增益，k_D是相敏检波电路的检波增益，U_R是D/A转换电路的基准源输入信号的幅度，V_REF是A/D转换电路的基准源电压；

所述D/A转换电路的基准源使用与所述交流测量电桥的交流激励信号源同频率同相位的交流信号；

所述相敏检波电路选用基于模拟开关设计的电路，其开关控制信号为方波信号，该方波信号的频率与所述交流测量电桥的交流激励信号源的频率相同；或，

所述相敏检波电路选用基于模拟乘法器设计的电路，其参考信号为与所述交流激励信号源同频率的正弦波信号。

2.根据权利要求1所述的一种提高交流电桥测量电路测量精度的方法，其特征在于：增设数字抽取滤波电路；

所述增量-总和调制电路中的A/D转换电路输出的信号经所述数字抽取滤波电路输出；

所述数字抽取滤波电路选用低通滤波器，用于滤除所述A/D转换电路的量化误差并降低采样率，获得高分辨测量数据。

3.根据权利要求2所述的一种提高交流电桥测量电路测量精度的方法，其特征在于：当所述交流测量电桥置于反馈环外时，所述交流测量电桥输出的信号和所述D/A转换电路产生的反馈信号叠加运算后，输入至所述放大电路；

当所述交流测量电桥置于反馈环内时，所述D/A转换电路产生的反馈信号输入至所述交流测量电桥的测量信号输入端。

4.根据权利要求3所述的一种提高交流电桥测量电路测量精度的方法，其特征在于：构成所述交流测量电桥的四臂是变压器绕组或电感或电容或电阻。