本實用新型專利技術涉及一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置，包括信號源、電容、源電阻、電阻、反饋電阻、平衡電阻、被測件、集成運算放大器和反相器；第一集成運算放大器、第一、第三電阻、反饋電阻、平衡電阻組成深度負反饋，構成比例放大器；第二集成運算放大器、第二源電阻、第二電阻、第二電容組成深度負反饋，構成積分器。本實用新型專利技術基于集成運算放大器構成深度負反饋電路，利用積分器對交流正弦波信號的無限積分結果為零的原理，采用普通高精度集成運算放大器可將直流偏置電壓精確地疊加到正弦波信號源上，于是形成交直流信號源。該電路結構簡單可靠，電路整體復雜程度低，易于推廣，具有良好的應用前景。
【技術實現步驟摘要】
一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置
本技術涉及電子測量和儀器儀表領域，尤其是交直流信號源
，特別是一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置。
技術介紹
阻抗是電學中重要的物理參數之一，隨著現代模擬和數字技術的發展，LCR數字電橋成為阻抗測量的主流，它通過施加一定頻率的交流正弦波信號來測試被測件的阻抗值。在某些特定場合需要給被測件施加直流偏置電壓，然后施加交流正弦波信號測量出的阻抗值，才能更加準確的反應被測件在真實應用中的特征。現階段正弦波信號疊加直流偏置電壓的方法分為兩種，一種是直接法，如圖1所示；另一種是間接法，如圖2所示。直接法主要用于測試電容器或對測試精度要求不高的場合，它主要優點是電路結構簡單，電子元器件少，成本較低，而缺點在于直流偏置電壓易容被測件直流電阻的影響，尤其是在測量電阻和電感的情況下。間接法是基于集成運算放大器進行反相求和運算，將直流偏置電壓較準確地加載到被測件上，因此這種方式廣泛應用于測試精度要求較高的場合。間接法在理想情況下，運算放大器U1、反饋電阻Rf1、輸入電阻R1、平衡電阻Rp以運算放大器U1為核心構成深度負反饋，虛短成立，所以施加到被測件上的電壓為現實中集成運算放大器存在溫漂、失調電壓和失調電流等非理想指標參數，這些都會導致零漂從而影響了直流偏置電壓的精度。雖然通過采用低失調、低溫漂、高精度的集成運算放大器合理選擇其他元器件，提高電源電壓穩定性，減少環境溫度變化，抑制干擾和噪聲，精心設計電路板等措施，可以進一步提高直流偏置電壓的精度。但是，這就會導致電路設計的復雜程度大大增加，產品設計時間增加，電路的成本增加，非常的不經濟；而因為特殊集成運放的使用條件有所限制，則也會導致電路的適應性較差。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是：為了克服現有正弦波信號疊加直流偏置電壓方法的不足，本技術提出一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置。本技術所采用的技術方案為：一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置，包括第一信號源、第二信號源、第一電容、第二電容、第一源電阻、第二源電阻、第一電阻、第二電阻、第三電阻、反饋電阻、平衡電阻、被測件、第一集成運算放大器、第二集成運算放大器和反相器；第一集成運算放大器、第一電阻、第三電阻、反饋電阻、平衡電阻以第一集成運算放大器為核心組成了一個深度負反饋，構成比例放大器；第二集成運算放大器、第二源電阻、第二電阻、第二電容以第二集成運算放大器為核心組成了一個深度負反饋，構成積分器。進一步的說，本技術在交流等效電路中，比例放大器、積分器和反相器以比例放大器為核心組成了深度負反饋，第一信號源經過比例放大器放大幅度后的輸出作為交直流信號源的輸出交流正弦波信號。進一步的說，本技術在直流等效電路中，積分器、反相器和比例放大器以積分器為核心組成了深度負反饋，虛短成立，第二集成運算放大器的同相輸入端電勢與反相輸入端電勢相等，信號源輸出端的直流電壓與第二信號源的輸出直流電壓相等，于是直流偏置電壓信號疊加到交流正弦波信號源的輸出端，作為交直流信號源的輸出的直流偏置電壓信號。進一步的說，本技術積分器對交流正弦波信號的無限積分結果為零，以消除交流正弦波信號對直流偏置電壓的影響。進一步的說，本技術在第一集成運算放大器的輸出端設置有擴流電路，可以提高直流偏置電壓的輸出電流強度，增強直流偏置電壓的帶載能力。再進一步的說，本技術：第一信號源為交流正弦波信號源，第二信號源為直流偏置電壓信號源，第一電容為耦合電容，第一源電阻為交流正弦波信號源輸出電阻，第二源電阻為直流偏置信號源輸出電阻，第二電容為積分電容，第一電阻為集成運算放大器的輸入電阻，第二電阻為第二集成運算放大器的輸入電阻，第三電阻為反相器的輸出電阻，反饋電阻為第一集成運算放大器的負反饋電阻，平衡電阻為第一集成運算放大器的同相輸入端輸入電阻。本技術的有益效果是：基于集成運算放大器構成深度負反饋電路，利用積分器對交流正弦波信號的無限積分結果為零的原理，采用普通高精度集成運算放大器可將直流偏置電壓精確地疊加到正弦波信號源上，于是形成交直流信號源。該電路結構簡單可靠，電路整體復雜程度低，易于推廣，具有良好的應用前景。附圖說明下面結合附圖和實施例對本技術進一步說明。圖1是直接疊加法示意圖；圖2是間接疊加法示意圖；圖3是本技術裝置的電路圖；圖4是本技術裝置的交流等效電路圖；圖5是本技術裝置的直流等效電路圖；圖6是正弦波積分示意圖；圖7是本技術裝置的交流等效電路簡化圖。具體實施方式現在結合附圖和優選實施例對本技術作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本技術的基本結構，因此其僅顯示與本技術有關的構成。如圖3所示，一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置，包括交流正弦波信號源Vs1、直流偏置電壓信號源Vs2、源電阻Rs1、源電阻Rs2、耦合電容C1、積分電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、反饋電阻Rf1、平衡電阻Rp、被測件DUT、集成運算放大器U1、集成運算放大器U2和反相器U3。交流正弦波信號源Vs1一端連接源電阻Rs1的一端，交流正弦波信號源Vs1的另一端連接參考地，源電阻Rs1的另一端連接耦合電容C1的一端，耦合電容C1的另一端連接電阻R1，電阻R1的另一端連接反饋電阻Rf1的一端和集成運算放大器U1的反相輸入端，集成運算放大器U1的同相輸入端連接平衡電阻Rp的一端，平衡電阻Rp的另一端連接參考地，集成運算放大器U1的輸出端連接反饋電阻Rf1的另一端，電阻R2的一端和被測件DUT的一端，電阻R2的另一端連接集成運算放大器U2的反相輸入端和積分電容C2的一端，被測件DUT的另一端連接參考地，集成運算放大器U2的同相輸入端連接源電阻Rs2的一端，源電阻Rs2的另一端連接直流偏置電壓信號源Vs2的正極性端，直流偏置電壓信號源Vs2的負極性端連接到參考地，集成運算放大器U2的輸出端連接積分電容C2的另一端和反相器U3的輸入端，反相器U3的輸出端連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接集成運算放大器U1的反相輸入端。交流正弦波信號源Vs1產生交流正弦波信號，直流偏置電壓信號源Vs2產生直流偏置電壓信號；以集成運算放大器U1為核心構成深度負反饋，電阻R1、反饋電阻Rf1、平衡電阻Rp和集成運算放大器U1組成比例放大器；以集成運算放大器U2為核心構成深度負反饋，電阻R2、積分電容C2、源電阻Rs2、直流偏置電壓信號源Vs2和集成運算放大器U2組成積分器。交流等效電路，如圖4所示，交流正弦波信號源Vs1的輸出信號經過比例放大器放大幅度后的輸出作為交直流信號源的輸出交流正弦波信號。直流等效電路，如圖5所示，對于集成運算放大器U2虛短成立，集成運算放大器U2的同相輸入端電勢與反相輸入端電勢相等，所以信號源輸出端的直流電壓與第直流偏置電壓信號源Vs2的輸出直流電壓相等，于是直流偏置電壓信號疊加到交流正弦波信號源的輸出端，作為交直流信號源的輸出的直流偏置電壓信號。因為積分器對交流正弦波信號的無限積分結果為零，所以信號源輸出端的交流正弦波信號對直流偏置電壓沒有影響，直流偏置電壓信號與第二信號源的輸出直流電壓相等，于是形本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置，其特征在于：包括第一信號源、第二信號源、第一電容、第二電容、第一源電阻、第二源電阻、第一電阻、第二電阻、第三電阻、反饋電阻、平衡電阻、被測件、第一集成運算放大器、第二集成運算放大器和反相器；第一集成運算放大器、第一電阻、第三電阻、反饋電阻、平衡電阻以第一集成運算放大器為核心組成了一個深度負反饋，構成比例放大器；第二集成運算放大器、第二源電阻、第二電阻、第二電容以第二集成運算放大器為核心組成了一個深度負反饋，構成積分器。
【技術特征摘要】
1.一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置，其特征在于：包括第一信號源、第二信號源、第一電容、第二電容、第一源電阻、第二源電阻、第一電阻、第二電阻、第三電阻、反饋電阻、平衡電阻、被測件、第一集成運算放大器、第二集成運算放大器和反相器；第一集成運算放大器、第一電阻、第三電阻、反饋電阻、平衡電阻以第一集成運算放大器為核心組成了一個深度負反饋，構成比例放大器；第二集成運算放大器、第二源電阻、第二電阻、第二電容以第二集成運算放大器為核心組成了一個深度負反饋，構成積分器。2.如權利要求1所述的一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置，其特征在于：交流等效電路中，比例放大器、積分器和反相器以比例放大器為核心組成了深度負反饋，第一信號源經過比例放大器放大幅度后的輸出作為交直流信號源的輸出交流正弦波信號。3.如權利要求1所述的一種施加直流偏置電壓于交流正弦波信號源的裝置，其特征在于：直流等效電路中，積分器、反相器和比例放大器以積分器為核心組成了深度負反饋，虛短成立，第二集成運算放大...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李鑫，趙浩華，高志齊，孫伯樂，王恒斌，王怒，蘇金鋒，江澤梧，趙志堅，
申請(專利權)人：常州市計量測試技術研究所，常州同惠電子股份有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。