[发明专利]一种运算放大器温漂抑制方法

说明书

本发明公开了一种运算放大器温漂抑制方法，基于运算放大器A1、单刀双掷高速模拟开关S1和S2、AD采样芯片A2以及主控芯片A3组成的抑制电路，通过增加高速模拟开关，将运算放大器的输入定时切换为输入的微弱信号和信号的地，地端时记录一个值为，接在信号端时记录一个值，两者的差值即为真实的测量值；本发明电路原理简单，可操作性强；效果良好，温漂抑制效果明显；成本低，提高了运算放大器电路的放大效果。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种运算放大器温漂抑制方法。

背景技术

在压电陶瓷及相关设备中，以应变片作为反馈元件的电桥电路输出信号需要被准确采集，一般是精密的运算放大器芯片进行信号放大，倍数在数十倍到上千倍之间，放大及调理后的信号方可被AD采样芯片检测到。

在放大过程中由于运算放大器芯片本身存在温漂特性，会导致放大后的信号和真实值之间存在偏移，进而导致测量到的反馈信息不准确，降低了控制的精度和准确性。

传统方法中可以通过温度传感器测量温度，同时测量偏移值进行软件上的修正，但该方法的缺点在于步骤繁琐，且当器件的特性在使用中发生改变时，原有的修正就无法进行良好的补偿。因此需要考虑一种根本性解决测量电路运算放大器中的温漂方法。

发明内容

为了降低微弱信号测量电路中运算放大器输出的温度漂移，本发明提出了一种降低测量漂移的方法，能够从原理上消除和降低测量系统中因为运算放大器本身的输出电压漂移带来的测量误差，进而提高检测和控制的准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种运算放大器温漂抑制方法，基于运算放大器A1、单刀双掷高速模拟开关S1和S2、AD采样芯片A2以及主控芯片A3组成的抑制电路，其中模拟开关S1和S2的常开端接地，模拟开关S1和S2的供电电源端连接到电源轨VCC+，公共端分别连接到运算放大器A1的正向输入端和反向输入端，运算放大器A1的供电电源端分别连接到电源轨VCC+和VCC-，运算放大器A1的输出端连接到AD采样芯片A2的模拟信号输入端，主控芯片A3的两个控制引脚GPIO分别连接到模拟开关S1和S2的控制端，控制开关的切换，AD采样芯片A2和主控芯片A3分别都由电源轨VCC+供电；依次按照以下步骤进行：

待放大模拟信号通过正负端分别输入到模拟开关S1和S2的常闭端，进入运算放大器A1；

运算放大器A1对于输入的微弱信号放大其差模电压，而共模电压不会放大，但共模电压会叠加到最终的输出电压上，通过AD采样芯片A2对最终的输出电压进行采样；

主控芯片A3读取AD采样芯片A2采样的电压值；

模拟开关S1和S2的状态，模拟开关S1和S2接地时记录更新运放漂移带来的共模电压；

在切换至信号输入时，用测量的值减去上一步记录更新的放漂移共模电压，即可得到真实的放大后的信号差模电压值。

所述的一种运算放大器温漂抑制方法，模拟开关S1和S2接在地端时，AD采样芯片A2记录当前采样电压值为V₁，当当模拟开关S1和S2接在信号端时，AD采样芯片A2采样电压值为V₂，真实的测量值V_real = V₂ –V₁。

所述的一种运算放大器温漂抑制方法，其主控芯片A3为DSP或FPGA。

本发明的有益效果是：本发明通过增加高速模拟开关，将运算放大器的输入定时切换为输入的微弱信号和信号的地，地端时记录一个值为，接在信号端时记录一个值，两者的差值即为真实的测量值。

本发明基于运放的温漂来源和本质，通过软硬件结合的方法设计了运放温漂抑制电路和软件方法，可以从根本上消除和降低由于器件特性带来的温度漂移，提高了测量的准确性，具有较高的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明运放温漂抑制电路原理图。