[实用新型]负反馈闭环交流电桥测量电路

权利要求书

1.一种交流电桥测量电路，它包括交流测量电桥、放大电路、相敏检波电路、A/D转换电路，其特征在于：它还包括增量-总和调制电路和数字抽取滤波电路；

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

所述交流测量电桥、放大电路、相敏检波电路和增量-总和调制电路串联构成负反馈闭环回路；所述交流测量电桥输出的测量值经所述放大电路、相敏检波电路、前馈积分电路、A/D转换电路处理后，所述A/D转换电路输出的数字信号分为两路，一路经所述数字抽取滤波电路输出；另一路经构成所述增量-总和调制电路的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。

2.根据权利要求1所述的交流电桥测量电路，其特征在于：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；

所述前馈积分电路为二阶积分电路，其传递函数为时，需要满足的取值在0.3-2.0之间；

所述前馈积分电路为三阶积分电路，其传递函数为时，需满足如下条件：(1)(2)的取值在2.74-17.58之间；(3)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。

3.根据权利要求2所述的交流电桥测量电路，其特征在于：所述相敏检波电路为基于模拟开关设计的电路，其开关控制信号为方波信号，与所述交流测量电桥的交流激励信号源同频率；

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。

4.根据权利要求2所述的交流电桥测量电路，其特征在于：所述相敏检波电路为基于模拟乘法器设计的电路，其参考信号为与所述交流测量电桥的交流激励信号源同频率的正弦波信号；

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。

5.根据权利要求3或4所述的交流电桥测量电路，其特征在于：所述数字抽取滤波电路选用低通抽取滤波器，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。

6.根据权利要求5所述的交流电桥测量电路，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。

7.根据权利要求6所述的交流电桥测量电路，其特征在于：所述交流测量电桥由三个平行设置的电容极板和激励变压器构成；两侧电容极板分别与激励变压器次级绕组的两端相连，中间电容极板与所述放大电路的信号输入端相连。

8.根据权利要求6所述的交流电桥测量电路，其特征在于：所述交流测量电桥为一差动变压器；差动变压器的两个初级绕组的同名端顺向串联，两个次级绕组的同名端反向串联，形成差动输出；

差动变压器初级线圈接交流激励信号源，次级线圈产生的感应信号输出送至所述放大电路的输入端。