高阻抗有源差分探頭電路制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了高阻抗有源差分探頭電路，其包括由正極探針和負(fù)極探針組成的探頭、以及分壓電路、差分電路和電源電路，所述正極探針和負(fù)極探針的輸出端均電性連接于分壓電路的輸入端，該分壓電路的輸出端通過差分電路電性連接于一示波器的輸入端，所述電源電路為差分電路供電，所述差分電路包括運(yùn)算放大器U1、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3、電阻R9、電阻R10、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15。本實(shí)用新型專利技術(shù)通過三運(yùn)放儀器放大器實(shí)現(xiàn)的差分電路，第一級由兩個(gè)均接成同相輸入方式的運(yùn)算放大器組成，另外一個(gè)運(yùn)算放大器將差分輸入轉(zhuǎn)換成為單端輸出，對噪聲、偏移和失調(diào)進(jìn)行抵消，共模抑制比也就愈高，提高測試精度。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及示波器
，具體涉及一種高阻抗有源差分探頭電路。
技術(shù)介紹
探頭的輸入電阻會影響被測信號的幅度和直流偏置，因?yàn)樘筋^輸入電阻有分壓作用。如果要求幅度測試誤差小于10%，則探頭的輸入電阻要求大于10倍的被測源電阻。探頭的輸入電容會影響被測信號的邊沿和傳輸延時(shí)，計(jì)算影響大小的公式為2.2RC (R為探頭的輸入電阻和被測源電阻的并聯(lián)值，C為探頭的輸入電容值)。探頭分為有源探頭和無源探頭，高阻無源探頭是應(yīng)用最廣的無源探頭類型，主要特點(diǎn)包括帶寬一般不超過500MHZ，輸入電阻和輸入電容都較大，但是該高阻無源探頭對被測源的干擾較大，因此對于高頻或者測試精度要求高的情況下，采用高帶寬的有源探頭則是很好的解決方案，有源探頭對差分信號需要使用有源差分電路探頭。有源差分電路可以實(shí)現(xiàn)較高輸入阻抗，其輸入電阻能夠做到幾萬或者幾十萬歐姆，這樣可以保證對被測信號影響足夠小。現(xiàn)有技術(shù)中有源差分探頭一般都能滿足高阻抗的輸入，但是阻抗越高，該探頭的輸出噪聲也隨之增加，影響被測信號的精度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)的目的旨在于提供一種高阻抗有源差分探頭電路，其采用三運(yùn)放儀器放大器，輸入高阻抗的同時(shí)，隨著差模放大倍數(shù)的增加，共模抑制比也就愈高，對噪聲、偏移和失調(diào)也有抵消的作用，提高測試精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案:高阻抗有源差分探頭電路，其包括由正極探針和負(fù)極探針組成的探頭、以及分壓電路、差分電路和電源電路，所述正極探針和負(fù)極探針的輸出端均電性連接于分壓電路的輸入端，該分壓電路的輸出端通過差分電路電性連接于一示波器的輸入端，所述電源電路為差分電路供電，所述差分電路包括運(yùn)算放大器U1、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3、電阻R9、電阻R10、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15，所述運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端和運(yùn)算放大器U2的同相輸入端均連接于分壓電路的輸出端，電阻R9跨接于運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和輸出端之間，電阻RlO跨接于運(yùn)算放大器U2的反相輸入端和輸出端之間，電阻R13連接于運(yùn)算放大器Ul的輸出端和運(yùn)算放大器U3的同相輸入端之間，電阻R12連接于運(yùn)算放大器U2的輸出端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端之間，電阻R14跨接于運(yùn)算放大器U3的反相輸入端和輸出端之間，電阻R15的一端接地，另一端接于運(yùn)算放大器U3的同相輸入端和電阻R13之間，運(yùn)算放大器U3的輸出端通過一電阻Rl連接于示波器的輸入端，運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和運(yùn)算放大器U2的反相輸入端通過一電阻Rll電性連接，電源電路的輸出端跨接于該電阻Rll上。優(yōu)選地，所述電源電路和電阻Rll之間還電性連接一開關(guān)SW1。優(yōu)選地，所述電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15的阻值均相等。本技術(shù)的有益效果在于:相比于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)通過三運(yùn)放儀器放大器實(shí)現(xiàn)的差分電路，其由三個(gè)集成運(yùn)放組成的通用數(shù)據(jù)放大器，其中，每個(gè)集成運(yùn)放都接成比例運(yùn)算電路形式，電路包括兩個(gè)放大級，運(yùn)算放大器Ul和運(yùn)算放大器U2組成第一級，二者均接成同相輸入方式，因此，輸入電阻很高，由于電路結(jié)構(gòu)對稱，對噪聲、偏移和失調(diào)進(jìn)行抵消，運(yùn)算放大器U3組成差分放大級，將差分輸入轉(zhuǎn)換成為單端輸出。該差分電路隨著差模放大倍數(shù)的增加，共模抑制比也就愈高，提高測試精度。附圖說明圖1本技術(shù)高阻抗有源差分探頭電路的電路原理圖。具體實(shí)施方式下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對本技術(shù)做進(jìn)一步描述:如圖1所示，高阻抗有源差分探頭電路，其包括由正極探針11和負(fù)極探針12組成的探頭、以及分壓電路2、差分電路3和電源電路5，正極探針11和負(fù)極探針12的輸出端均電性連接于分壓電路2的輸入端，該分壓電路2的輸出端通過差分電路3電性連接于一示波器4的輸入端，電源電路5為差分電路3供電，二者形成有源差分電路。為了實(shí)現(xiàn)對被測信號的高精度輸出至示波器進(jìn)行波形顯示，在本技術(shù)較佳的實(shí)施例中，差分電路3采用三運(yùn)放儀器放大器，其由三個(gè)集成運(yùn)放組成的通用數(shù)據(jù)放大器，其中，每個(gè)集成運(yùn)放都接成比例運(yùn)算電路形式，電路包括兩個(gè)放大級，第一級由兩個(gè)均接成同相輸入方式的運(yùn)算放大器組成，另外一個(gè)運(yùn)算放大器組成差分放大級，將差分輸入轉(zhuǎn)換成為單端輸出。具體是:差分電路包括運(yùn)算放大器Ul、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3、電阻R9、電阻R10、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15，運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端和運(yùn)算放大器U2的同相輸入端均連接于分壓電路的輸出端，電阻R9跨接于運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和輸出端之間，電阻RlO跨接于運(yùn)算放大器U2的反相輸入端和輸出端之間，電阻R13連接于運(yùn)算放大器Ul的輸出端和運(yùn)算放大器U3的同相輸入端之間，電阻R12連接于運(yùn)算放大器U2的輸出端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端之間，電阻R14跨接于運(yùn)算放大器U3的反相輸入端和輸出端之間，電阻R15的一端接地,另一端接于運(yùn)算放大器U3的同相輸入端和電阻R13之間，運(yùn)算放大器U3的輸出端通過一電阻Rl連接于示波器的輸入端，運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和運(yùn)算放大器U2的反相輸入端通過一電阻Rll電性連接，電源電路的輸出端跨接于該電阻Rll上。電源電路和電阻Rl I之間還電性連接一開關(guān)SWl，通過該開關(guān)SWl對探頭的工作進(jìn)行控制。另外，由差分輸入的特點(diǎn)出發(fā)，R12-R15四個(gè)電阻必須采用高精密度電阻，并要精確匹配，否則不僅給放大倍數(shù)帶來誤差，而且還降低電路的共模抑制比，在本技術(shù)較佳的實(shí)施例中，電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15均采用阻值為IK Ω的高精密度電阻。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本技術(shù)權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
高阻抗有源差分探頭電路，其包括由正極探針和負(fù)極探針組成的探頭、以及分壓電路、差分電路和電源電路，所述正極探針和負(fù)極探針的輸出端均電性連接于分壓電路的輸入端，該分壓電路的輸出端通過差分電路電性連接于一示波器的輸入端，所述電源電路為差分電路供電，其特征在于，所述差分電路包括運(yùn)算放大器U1、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3、電阻R9、電阻R10、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15，所述運(yùn)算放大器U1的同相輸入端和運(yùn)算放大器U2的同相輸入端均連接于分壓電路的輸出端，電阻R9跨接于運(yùn)算放大器U1的反相輸入端和輸出端之間，電阻R10跨接于運(yùn)算放大器U2的反相輸入端和輸出端之間，電阻R13連接于運(yùn)算放大器U1的輸出端和運(yùn)算放大器U3的同相輸入端之間，電阻R12連接于運(yùn)算放大器U2的輸出端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端之間，電阻R14跨接于運(yùn)算放大器U3的反相輸入端和輸出端之間，電阻R15的一端接地，另一端接于運(yùn)算放大器U3的同相輸入端和電阻R13之間，運(yùn)算放大器U3的輸出端通過一電阻R1連接于示波器的輸入端，運(yùn)算放大器U1的反相輸入端和運(yùn)算放大器U2的反相輸入端通過一電阻R11電性連接，電源電路的輸出端跨接于該電阻R11上。...

【技術(shù)特征摘要】
1.高阻抗有源差分探頭電路，其包括由正極探針和負(fù)極探針組成的探頭、以及分壓電路、差分電路和電源電路，所述正極探針和負(fù)極探針的輸出端均電性連接于分壓電路的輸入端，該分壓電路的輸出端通過差分電路電性連接于一示波器的輸入端，所述電源電路為差分電路供電，其特征在于，所述差分電路包括運(yùn)算放大器U1、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3、電阻R9、電阻R10、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15，所述運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端和運(yùn)算放大器U2的同相輸入端均連接于分壓電路的輸出端，電阻R9跨接于運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和輸出端之間，電阻RlO跨接于運(yùn)算放大器U2的反相輸入端和輸出端之間，電阻R13連接于運(yùn)算放大器Ul的輸出端和運(yùn)算放大...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：巫偉武，
申請(專利權(quán))人：廣州德肯電子有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：