[发明专利]一种高共模小信号的采集方法及采集电路

说明书

本发明提供了一种高共模小信号的采集方法及采集电路，包括步骤一通过悬浮电压为地线的放大电路将mV级电压小信号的电压放大；步骤二通过差分放大电路将步骤一中的放大电压信号转换为以系统地为地平面的电压信号，方便比较器进行比较。本发明创造所述的高共模小信号的采集电路，结构简单，容易实现；对电阻的精度要求低，误差小，数据采集值准确，为后续的设计工作提供便利，节约了设计成本；设置的运算放大器均为普通放大器，通用性强，适用范围广。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其是涉及一种高共模小信号的采集方法及采集电路。

背景技术

在要求车用发动机电控系统实现国产化的前提下，根据目前国产化器件的现状，电控系统的电路设计需要尽可能结构简单、器件通用化、易实现。在设计中，主控CPU需要驱动一些功率负载，其中的关键负载如喷油电磁阀的控制电流需要实时控制，即需要实时监测负载线上的电流。而在驱动过程中，负载线上的电压高达48V，电流为12A±1A或8A±0.5A，为达到精度高、实时性强的监测效果，设计在负载线上串联一个功率采样电阻，通过采集电阻上的电压变化来实现实时电流采集。

为实现电路结构简单，当前的电流采集电路首先在采样电阻两端用两个对称的对地电阻将高共模信号转换为对地的电压小信号，然后采用差分放大电路，将电压小信号放大到适合比较器比较的电压，最后比较器输出的比较值送到主控CPU，以监控负载线上的电路是否到达12A或8A。该电路结构简单，但误差大，全采用0.01％的电阻时，差分放大后的电压实测误差高达10％以上，导致驱动电流偏差较大。

而采用专用的高共模1:1差分放大器后，还需要增加一个放大电路，将小信号放大。由于高共模1:1差分放大器属于高精密器件，国产化后的成本是一个普通精密放大器的20倍以上。

这就需要一个误差小、器件通用化、电路结构简单易实现的高共模小信号采集电路。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高共模小信号的采集方法，以提供一种过程简单、易实现的高共模小信号采集方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高共模小信号的采集方法，包括

步骤一：通过悬浮电压为地线的放大电路将mV级电压小信号的电压放大；

步骤二：通过差分放大电路将步骤一中的放大电压信号转换为以系统地为地平面的电压信号，方便比较器进行比较。

相对于现有技术，本发明所述的高共模小信号的采集方法具有以下优势：

(1)本发明所述的高共模小信号的采集方法，过程简答，容易实现。

本发明创造的另一目的在于提出一种高共模小信号的采集电路，以提供一种误差小、元器件通用性强、电路结构简单的高共模小信号采集电路。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种高共模小信号的采集电路，包括运算放大器U1和运算放大器U2，所述运算放大器U1的正向输入端经电阻R2连接至V1，负向输入端经电阻R3连接至V2，所述V2与所述V1之间连接电阻R1，所述运算放大器U1的输出端分别连接至电阻R4、电阻R5和电阻R8的一端，所述电阻R4的另一端连接至所述运算放大器U1的负向输入端；所述电阻R5的另一端连接至所述V1；所述电阻R8的另一端连接至所述运算放大器U2的正向输入端，所述运算放大器U2的正向输入端分别经电阻R6接至VSS、经电阻R10接至GND，所述运算放大器U2的负向输入端经电阻R7连接至所述V1；所述运算放大器U2的负向输入端分别经电阻R9接至GND、经电阻R12接至V0，所述运算放大器U2的输出端经电阻R11连接至VSS，所述运算放大器U2的输出端连接至所述V0。