应用在硬支撑平衡机测量系统中信号源平滑电路

摘要

本发明公开了一种应用在硬支撑平衡机测量系统中信号源平滑电路，其特征是：INPUT输入信号经由集成芯片LF347的第一运放LF347-1和第二运放LF347-2构成的一级滤波单元，并经由集成芯片LF347的第三运放LF347-3和第四运放LF347-4构成的二级滤波单元输出二级滤波参考信号OUTPUT B。本发明可以保障硬支撑平衡机测量系统的稳定性和抗干扰性，提高双面平衡效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在硬支撑平衡机测量系统中信号源平滑电路。

背景技术

通常情况下，硬支撑动平衡机的测量系统在使用过程中受到用户厂区环境和用户工件几何外形的差异的影响，往往双面平衡的效果很不理想，其中的原因一部分是来源于测量系统受工件形状的制约对信号的处理不够彻底，从而造成对双面平衡极大的影响。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种应用在硬支撑平衡机测量系统中信号源平滑电路，以保障测量系统的稳定性和抗干扰性，提高双面平衡效果。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明应用在硬支撑平衡机测量系统中信号源平滑电路，其特征是：INPUT输入信号一路通过限流电阻R1和耦合电容C1滤波后得锯齿波信号接入集成芯片LF347的第一运放LF347-1的反向输入端，另一路通过电阻R12后分别接入所述第一运放LF347-1的正向输入端和第二运放LF347-2的正相输入端，形成对所述INPUT输入信号的差运算；所述第一运放LF347-1的输出端1脚与电容C2和电阻R2形成的反馈积分电路相叠加后经过消顶电阻R3作为第一运放输出；以所述集成芯片LF347的第二运放LF347-2的反向输入端接第一运放输出、以所述第二运放LF347-2的正反输入端与第一运放LF347-1的正相输入端3脚共同接地GND，所述第二运放LF347-2的输出端经与共模输入电阻R4和差模输入电阻R5叠加输出一级滤波参考信号OUTPUT A；

以集成芯片LF347的第三运放LF347-3和第四运放LF347-4构成二级滤波单元，所述二级滤波单元是以一级滤波参考信号OUTPUT A为第三运放LF347-3的输入信号，并在第四运放LF347-4的输出端输出经二级滤波的二级滤波参考信号OUTPUT B。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明通过对测量系统的采集信号进行再一次滤波，有效降低信操比，使信号源参数更加平滑、跳跃变比范围小，可有效提高信号质量，对双面的分离有明显的改善，较好的提高了双面平衡效果。

2、本发明可有效增强双面比例的分离效果，对输出结果的线性有较大改善。

附图说明

图1为本发明电路原理图。

具体实施方式

参见图1，本实施例中应用在硬支撑平衡机测量系统中信号源平滑电路的结构形式是：

INPUT输入信号一路通过限流电阻R1和耦合电容C1滤波后得锯齿波信号接入集成芯片LF347的第一运放LF347-1的反向输入端2脚，另一路通过电阻R12后分别接入第一运放LF347-1的正向输入端3脚和第二运放LF347-2的正相输入端5脚，形成对INPUT输入信号的差运算；第一运放LF347-1的输出端1脚与电容C2和电阻R2形成的反馈积分电路相叠加后经过消顶电阻R3作为第一运放输出；以集成芯片LF347的第二运放LF347-2的反向输入端6脚接第一运放输出、以第二运放LF347-2的正反输入端5脚与第一运放LF347-1的正相输入端3脚共同接地GND，第二运放LF347-2的输出端7脚经与共模输入电阻R4和差模输入电阻R5叠加输出一级滤波参考信号OUTPUT A；

以集成芯片LF347的第三运放LF347-3和第四运放LF347-4构成二级滤波单元，二级滤波单元是以一级滤波参考信号OUTPUT A为第三运放LF347-3的输入信号，并在第四运放LF347-4的输出端14脚输出经二级滤波的二级滤波参考信号OUTPUT B。由于运算放大器是采用直接耦合的方式，存在有零点漂移的现象，为此利用二级滤波完成对信号的差动放大，以便有效抑制零漂。

差模信号引起OUTPUT A和OUTPUT B两个输出点的电流的反向变化(即一输出点电流上升，另一个输出点的电流下降)，流过共模电阻R4和二级共模电阻R10的差模电流为：I_e1-I_e2，由于电路对称，所以流过输入电阻R12和二级输入电阻R7的差模电流为零，共模电阻R4和二级共模电阻R10上的差模信号电压也为零，因此GND视为地电位，此处“地”称为“虚地”。因此差模信号时对OUTPUT B输出点不产生影响。

由于双输出点对差模信号不产生影响，故双端输出的差模放大倍数仍为单输出端，即OUTPUT B为输出端。

本实施例中采用的四运放集成芯片LF347属于高阻型运算放大器，差模输入阻抗非常高、输入偏置电流非常小，一般的rid＞1GΩ～1TΩ，IB为几皮安到几十皮安。为了实现这些指标，该集成芯片利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。不仅输入阻抗高、输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，故此以INPUT作为输入级。

1、当INPUT输入在0.5V～10V之间变化时，由充电电容C2和放电电阻R2组成的积分电路会对信号进行负反馈，形成频率为3～223MHZ的振荡信号，低通频率f_c为可扩展到30KHZ左右。

2、电源电压为+11V和-11V，功耗为50～60mw，第一级输入电压C₁和R₂处的电压在±1.2mv左右，R₂和C₂形成一级积分电路，将由INPUT通过电阻R1送入的矩形波信号转换成锯齿波，图中所示：

因U_i＝U_R+U₀，当T＝T₀时，U_C＝0，随后电容C₂充电，RC电路的积分条件是：RC≥TK，其中TK是脉冲周期，由于RC≥TK，充电很慢，所以认为U_i＝U_R＝R_iC，即I_C＝U_i/R故输出，因此负载输出阻抗不大于1KΩ。