[实用新型]一种微电流测量装置

摘要

本实用新型属于微小信号检测领域，具体涉及一种微电流测量装置。测量装置由开关调制前置放大电路、第1阶段放大电路、第2阶段放大电路、差分解调电路、状态判别电路、A/D转换电路和单片机电路组成。前置放大阶段对信号进行调制放大，同时将微电流信号转化成微压信号；信号放大阶段分别由低通滤波放大、调零电路、开关选择电路、状态判别电路构成；最后由调制开关对放大后的电压信号分别进行采样保持，通过差分电路去除系统误差，最后输出与被测微电流成正比的电压信号。本实用新型装置运用开关调制、低通滤波、运放反馈、多级放大、差分、状态判别电路等构成整个测量系统，解决了多级放大与运放电路饱和的问题，提高了测量系统的信噪比。

主权项

一种微电流测量装置，其特征在于，测量装置由开关调制前置放大电路、第1阶段放大电路、第2阶段放大电路、差分解调单元、状态判别电路、A/D转换电路和单片机电路组成；开关调制前置放大电路由二个调制开关K1和K2、运放A、反馈电阻Rf、平衡电阻R’组成，二个调制开关K1和K2受单片机控制轮流通断，对输入微电流IS进行调制，滤掉杂质直流信号，经运放A放大得到与待测信号成比例关系的微压信号U0送到第1阶段放大电路输入端；第1阶段放大电路由7级低道滤波器和放大器、调零装置、8路选择开关组成，开关调制前置放大电路输出的微压信号及7级放大后的信号V2～V8，由单片机控制8路选择开关依次闭合，8级信号V1～V8分别送到饱和判别单元一，由饱和判别电路一做出判断，当输出信号首次超过运放工作的线性范围时，单片机给出选择放大级信号，级数倒退1级，并把该级信号送往第2阶段放大电路；每级放大电路前都设置低通滤波器，调零电路设置在7级放大电路的末级前；第2阶段放大电路由4级低道滤波器和放大器、4路选择开关组成，第1阶段放大电路输出的电压信号经第2阶段4级放大后的信号K1～K4，由单片机控制4路选择开关依次闭合，4级信号K1～K4分别送到饱和判别单元二，由饱和判别电路二做出判断，当输出信号首次超过运放工作的线性范围时，单片机给出选择放大级信号，级数倒退1级，并把该级信号送往差分解调电路；差分解调单元由2个采样保持器、差分解调电路、取绝对值电路组成，第2阶段放大电路输出的电压信号送到2个采样保持器，单片机给出时钟信号控制2个采样器保持分别闭合和断开，结果送差分解调电路；差分解调电路的输出送到取绝对值电路，最后输出给A/D转换电路；状态判别电路由饱和判别单元一和饱和判别单元二组成，第1阶段放大信号输出给饱和判别单元一，判别电路做出判断结果送至单片机；第2阶段放大信号输出给饱和判别单元二，判别电路做出判断结果送至单片机，A/D转换电路和单片机电路由16位A/D转换电路和单片机电路组成，A/D转换电路接受差分解调电路的输出信号，转换后的数字信号给单片机，单片机控制装置的运行。