[发明专利]数字式变阻装置

说明书

技术领域：

本发明属于电子技术领域，具体涉及到一种变阻装置。

背景技术：

随着电子技术的发展，在很多领域，特别是在自动化校准行业，越来越多的仪器仪表开始使用数字变阻设计以达到方便使用的要求。然而，目前的这些设计都存在一个相同的问题：测量电阻所使用的激励电流要流经变阻装置所使用的电源及多数元件。所以激励电流与变阻装置具有较大的耦合性。一旦激励电流的纹波较大(被校准的仪表一般都采用AC-DC电源，其纹波普遍较大)，则会影响变阻装置内部的动态特性，造成输出不稳定，严重时将不能正常工作。例如，专利文件ZL200310113470.0公开了一种数字式变阻器，其用电子线路模拟电阻的外特性，形成了数字式变阻装置。但是，在这种数字式变阻器中，由于测量模拟电阻时使用的测试电流通过包括运算放大器和数模转换器的测试和转换电路，故该测试和转换电路将受到测试电流上的尖峰和毛刺的影响，使得模拟输出的电阻与实际电阻之间有一定偏差，并且模拟电阻的稳定性较差。另外，上述专利文件所公开的变阻装置的阻值调节范围有限，不能实现0到无穷大的阻值调节。

发明内容：

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种稳定、阻值调节范围大的数字式变阻装置。

本发明采用以下技术方案：

提出了一种数字式变阻装置，包括第一端口A和第二端口B，以及连接在第一端口A与第二端口B之间的电流调节电路，通过调节电流调节电路中的电流值来得到所需电阻。上述电流调节电路包括第一电阻Rs、第二电阻R、电压差测量电路以及输出电流可变的数控电流源。其中，第一电阻Rs的一端连接第一端口A，另一端与第二电阻R的一端连接，第二电阻R的另一端连接第二端口B；电压测量电路对第一电阻Rs两端的电压差U_Rs进行测量，并将电压差U_Rs输出给数控电流源；并且，数控电流源的输出与第二电阻R的两端连接，用于控制流经第二电阻R的电流。

上述数字式变阻装置中，所述数控电流源一种方式可以包括电压/电流转换模块以及数字控制装置，其中，电压/电流转换模块包括电压/电流转换电路和控制电路，控制电路与数字控制装置连接，用于根据数字控制装置的状态或指令来控制电压/电流转换电路的电压/电流转换系数K。

对于该电路，当电压/电流转换模块输出的电流方向被预设为从第二电阻R的连接于第二端口B的一端处流入第二电阻R时，第一端口A和第二端口B的输出电阻值R_AB＝Rs+R-K×Rs×R，其中0≤K≤(Rs+R)/(Rs×R)；当电压/电流转换模块输出的电流方向被预设为从第二电阻R的连接于第一电阻Rs的一端处流入第二电阻R时，第一端口A和第二端口B的输出电阻值R_AB＝Rs+R+K×Rs×R，其中K≥0。另外，控制电路还可用于根据数字控制装置的状态或指令来控制电压/电流转换模块的电流输出方向。

上述数字式变阻装置中，所述数控电流源另一种方式可以包括模数转换器、数字控制装置和电流发生器，其中，模数转换器将电压差测量电路输入的电压差U_R转换成数字信号输出给数字控制装置，电流发生器与数字控制装置连接，用于根据数字控制装置的状态或指令来输出电流I1。其中，电流I1与电压差的关系为I1＝K×U_R，K由数字控制装置的状态或指令来确定。

对于该电路，当电流发生器输出的电流方向被预设为从第二电阻R的连接于第二端口B的一端处流入第二电阻R时，第一端口A和第二端口B的输出电阻值R_AB＝Rs+R-K×Rs×R，其中0≤K≤(Rs+R)/(Rs×R)；当电流发生器输出的电流方向被预设为从第二电阻R的连接于第一电阻Rs的一端处流入第二电阻R时，第一端口A和第二端口B的输出电阻值R_AB＝Rs+R+K×Rs×R，其中K≥0。另外，所述电流发生器包括电压/电流转换电路和控制电路，控制电路还可用于根据数字控制装置的状态或指令来控制电流发生器的电流输出方向。

采用了上述技术方案后，本发明的优点在于：测量本模拟电阻的电流与其它电路基本不发生电流耦合，能够将该电流上的尖峰和毛刺影响限制到只与其提供者相关，从而使本模拟电阻更接近实物电阻，并大大提高了模拟电阻的稳定性；另外，本模拟电阻可实现0到无穷大的阻值调节。

附图说明：

图1是本发明数字式变阻装置的原理示意图。

图2是本发明数字式变阻装置的一个实施例的电路图。

图3是本发明数字式变阻装置的另一个实施例的电路图。