一种消除开关导通电阻对电路增益影响的电路

摘要

本发明公开了一种消除开关导通电阻对电路增益影响的电路，其特征是，包括多路模拟转换器、第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接多路模拟转换器的第一通道的输入端，该通道的输出端连接有效电阻后反馈到所述第一运算放大器的正输入端；第一通道的输出端连接第二通道的输入端，第二通道的输出端连接第二运算放大器的正输入端，第二运算放大器的输出端接开关，所述开关由控制器控制闭合，所述多路模拟转换器的控制端也与所述控制器连接；第一运算放大器的输出电压从电路反馈环有效电阻的后端引出，消除了开关导通电阻对电路增益影响。

说明书

技术领域

本发明涉及数字万用表交流测试技术领域，尤其涉及一种消除开关导通电阻对电路增益影响的电路。

背景技术

在数字万用表交流测试电路中，电子开关替代继电器后，由于开关导通电阻的影响，使电路增益的稳定性和准确性无法保证，引起一定的测量误差。导致数字万用表对交流信号的测试精度和分辨率都比较低，电子开关导通电阻其影响会随着导通电阻温漂的变化而变化，无法通过软件去除。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种消除开关导通电阻对电路增益影响的电路，克服了电子开关导通电阻对电路增益准确性和稳定性的影响，降低了交流信号测试误差，提高了数字万用表的测试精度和分辨率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种消除开关导通电阻对电路增益影响的电路，包括多路模拟转换器、第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接多路模拟转换器的第一通道的输入端，该通道的输出端连接有效电阻后反馈到所述第一运算放大器的正输入端；第一通道的输出端连接第二通道的输入端，第二通道的输出端连接第二运算放大器的正输入端，第二运算放大器的输出端接开关，所述开关由控制器控制闭合，所述多路模拟转换器的控制端也与所述控制器连接；第一运算放大器的输出电压从电路反馈环有效电阻的后端引出，消除了开关导通电阻对电路增益影响。

所述有效电阻包括并联的两条支路，一条支路上串联电阻和电容，另一条支路上串联有电阻。

所述多路模拟转换器包括两个通道，所述第一通道包括一个输入端和四个输出端，所述第二通道包括四个输入端和一个输出端。

所述第一运算放大器的负输入端和地之间反并联两个二极管。

所述第二运算放大器为电压跟随器。

所述多路模拟转换器、第一运算放大器和第二运算放大器焊接在多层印制板上，多路模拟转换器、第一运算放大器和第二运算放大器地与印制板上定义的地平面连接，印制板的顶层和底层是完全的地平面。

所述印制板的一侧是第一运算放大器和第二运算放大器，另一侧是多路模拟转换器及附加电路。

印制板共有4个导电层，顶层和底层定义为地平面，中间两层定义为走线层。

多路模拟转换器的地与印制板其中的一个地平面焊接在一起，第一运算放大器和第二运算放大器的地与印制板的另一个地平面焊接在一起。

本发明的有益效果：

将多路模拟转换器接入了反馈环中，输出电压从电路反馈环有效电阻的后端引出，克服了电子开关导通电阻对电路增益准确性和稳定性的影响。降低了交流信号测试误差，提高了数字万用表的测试精度和分辨率。

附图说明

图1为本发明的模块示意图；

图2为本发明的具体电路图。

1.多路模拟转换器，2.印制板，3.第一运算放大器，4.第二运算放大器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

在数字万用表交流测试电路中，用电子开关替代继电器，必须要考虑开关导通电阻对电路增益的影响(尤其是温度漂移)。而实际设计的电路中电子开关导通后是具有一定的电阻，因此受开关导通电阻的影响，原电路无法消除电子开关导通电阻对电路增益的影响，无法抑制数字万用表交流测试电路电子开关导通电阻的温漂影响，无法保证导通电路增益的准确性和稳定性，导致交流信号测试误差相对较大，而且这种误差无法通过软件消除。

本发明对输出信号环节进行了改进，输出电压从电路反馈环有效电阻的后端引出，克服了电子开关导通电阻对电路增益准确性和稳定性的影响。降低了交流信号测试误差，提高了数字万用表的测试精度和分辨率。

如图1所示，一种消除开关导通电阻对电路增益影响的电路，包括第一运算放大器3(图2中的UA1B)、第二运算放大器4(图2中的UA1A)、多层印制板2和多路模拟转换器1(电子开关)，第一运算放大器3、第二运算放大器4和多路模拟转换器1焊接在多层印制板2上，第一运算放大器3、第二运算放大器4与多路模拟转换器管脚1接在一起，第一运算放大器3、第二运算放大器4集成电路与多路模拟转换器1集成电路的地与印制板上定义的地平面良好连接，印制板的顶层和底层是完全的地平面。

印制板2的一侧是第一运算放大器3、第二运算放大器4，另一侧是多路模拟转换器及电阻电容等器件。

放大器集成电路(第一运算放大器3和第二运算放大器4)与多路模拟转换器集成电路的地与印制板的地平面良好接触，信号在印制板上的传输距离等长。

如图2所示，所述第一运算放大器UA1B的输出端连接多路模拟转换器UK2的第一通道的输入端，该通道的输出端连接有效电阻后反馈到所述第一运算放大器的正输入端；第一通道的输出端连接第二通道的输入端，第二通道的输出端连接第二运算放大器UA1A的正输入端，第二运算放大器的输出端接开关，所述开关由控制器控制闭合，所述多路模拟转换器的控制端也与所述控制器连接。本实施例中给出了第二运算放大器的输出端接单芯片CMOS器件ADG1436 N18的一个动触头引脚S1A，单芯片CMOS器件N18与ARM控制器(附图中没有给出)连接，由ARM控制器控制，N18的另一动触头引脚S2A同时接LT5400-7芯片的R2和R3引脚，N18的另一动触头引脚S2B接LT5400-7芯片的5K引脚8，同时LT5400-7芯片的5K引脚8连接运算放大器N19A的输出端，运算放大器N19A的正输入端连接N18的一个静触头引脚D1，另一个静触头引脚D2连接运算放大器N19A的负输入端。N18的引脚IN1和IN2连接ARM控制器，N18为双2选1模拟多路开关，在ACSEL控制下选择衰减电路后输出的交流电压信号ACV或I/V(电流电压变换)变换电路输出的信号A-DCI(S1B连接I/V变换电路输出的信号)中的1个作为放大电路的输入信号ACVI；N18的另1组2选1模拟开关在N19A和N20的配合下实现1或10的信号放大，该放大倍数由ACRNG2控制。

第一运算放大器的输出电压从电路反馈环有效电阻的后端引出，消除了开关导通电阻对电路增益影响。

所述多路模拟转换器UK2采用ADG409，包括两个通道，所述第一通道包括一个输入端和四个输出端，四个输出端分别连接并联的两条支路，一条支路上串联电阻(R45、R47、R49、R51)和电容(C26、C27、C28、C29)，电阻R45、R47、R49、R51和电容C26、C27、C28、C29一一对应的串联，如图2所示，另一条支路上串联有电阻(R46、R48、R50、R52)，所述第二通道包括四个输入端和一个输出端。多路模拟转换器UK2的使能端EN接电阻R53与R54之间，多路模拟转换器UK2的的A1、A0接ARM控制芯片，是控制端，在该部分电路图中体现不出来。

所述第一运算放大器的负输入端串联CC1和电阻R44后接继电器K2第8脚，继电器K2在KRL2驱动下可分别将电压信号和交流地接入交流衰减路径，交流地用于各交流档位零点校准，运放UA1B和双4选1模拟多路开关(ADG409)实现交流衰减档位的切换；R44分别和R46、R48、R50、R52实现交流电压1:1、10:1、100:1、300:1的比例。同时第一运算放大器的负输入端和地之间反并联两个二极管。所述第二运算放大器UA1A为电压跟随器。

输出电压没有按照传统的连接方式从UA1B的第7脚输出，而是从UK2的A端输出，相当于从等效有效电阻的后端输出，由于在开关UK2的A侧(DA、SxA)上的导通电阻几乎没有电流(由UA1A的偏置电流和UK2的漏电流共同决定)，因此，整个电路的增益不会受到多路模拟转换器导通电阻的影响，使得电路增益对温度不敏感。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。