[发明专利]一种天平信号调理机

权利要求书

1.一种天平信号调理机，其特征在于，包括：信号调理单元、系统监控单元和系统机箱；

所述信号调理单元包括：前端信号输入端、RFI滤波及输入缓冲单元、放大器单元、低通滤波器、差分输出驱动器、差分输出连接器、激励源单元；

所述天平信号调理机通过前端信号输入端将待调理的天平信号输入到天平信号调理机中，将待调理的天平信号通过RFI滤波及输入缓冲单元进行输入缓冲和RFI滤波；经过RFI滤波后的天平信号输入到放大器单元进行增益放大调理，增益放大后的天平信号再通过低通滤波器进行低通滤波；滤波后的天平信号再经由差分输出驱动器转化为单端到差分的天平信号输出；最后再通过差分输出连接器将调理好的天平信号输出到对应插接的后端设备上；

所述信号调理单元安置在系统机箱中，且将前端信号输入端和差分输出连接器安置在系统机箱的面板上；

所述激励源单元用于为天平信号调理机中各用电器提供对应的电源输出；

所述系统监控单元连接有过流保护器和风机，并对系统机箱内的用电器进行过流开关保护和风机温度管理调速。

2.根据权利要求1所述的一种天平信号调理机，其特征在于，所述前端信号输入端采用CJC37插件，所述差分输出连接器采用PCB插接端子；在前端信号输入端处还接有用于输入过压保护的TVS保护二极管。

3.根据权利要求2所述的一种天平信号调理机，其特征在于，所述放大器单元用于将输入0至±100mV的待调理的天平信号进行增益放大调理，具体型号为EXA-AMP01-DC1；其中，所述放大器单元特性如下：

支持电源电压幅度为：±5.5-±18V；

最大零点偏置为：1mV；

最大零点漂移为：0.15μV/℃(温度范围：-10℃～+35℃)；

输入噪音电压：200nVp-p，DC到10Hz；

输入共模范围幅度：-15V到+15V；

增益：100、200、500、1000倍；

增益带宽积：15MHz；

-3dB带宽：1.8kHz；

开环增益为:150dB；

PSRR:160dB；

CMRR:120dB；

支持可关断模式。

4.根据权利要求3所述的一种天平信号调理机，其特征在于，所述低通滤波器是三阶巴特沃斯滤波器，包括电阻R15、电阻R11、电阻R12、电容C16、电容C14、电容C13和运算放大器U1；

所述运算放大器U1的同向输入端作为低通滤波器的输入端，且依次串连电阻R15、电阻R11和电阻R12；所述运算放大器U1的输出端作为作为低通滤波器的输出端，且与反向输入端连通；

所述电容C14的一端接在运算放大器U1的反向输入端处，另一端与电阻R11、电阻R12串连共点处连通；

所述电容C16的一端接地，另一端接在电阻R15和电阻R11的串连共点处；

所述电容C13的一端接地，另一接在端运算放大器U1同向输入端处。

5.根据权利要求4所述的一种天平信号调理机，其特征在于，所述激励源单元包括DA数模转换器、DC-DC电源和MCU主控；所述DA数模转换器、DC-DC电源分别与MCU主控电性连接；所述DA数模转换器用于将MCU主控的数字输出转化为对应的模拟输出；所述DC-DC电源用于提供屏蔽电磁干扰隔及高共模环境的离供电；

所述MCU主控采用ST公司STM32F103来实现通讯及使能控制功能：所述MCU主控通过RS-485接口与系统监控单元进行实时通信，系统监控单元将信号调理单元的实时温度通过串口传输到上位机；且用户能通过上位机实时查看、控制信号调理单元增益择、滤波状态。

6.根据权利要求5所述的一种天平信号调理机，其特征在于，所述激励源单元通过DC-DC电源进行隔离供电将输入的电源转换为直流输出，并分别用LDO来进行正、负电源的降噪处理；所述DC-DC电源包括直流稳压电源、滤波模块和直流电压转换模块，所述直流稳压电源输入口接220VAC/24VDC电源，输出口输出稳定的±15V直流电；所述滤波模块的输入口接在直流稳压电源的输出口上；所述直流电压转换模块的输入口与滤波模块的输出口电性连接。