一种电阻放大电路及采样装置

技术领域

本发明涉及电阻放大电路技术领域，特别涉及一种电阻放大电路及采样装置。

背景技术

敏感电阻器可以根据外界环境的变化(如温度、湿度、光亮、电压等)改变自身阻值的大小，因此常用于一些传感器中，常用的主要有热敏电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器等。在使用该类型传感器时，往往需要外围电路将电阻值转换为电压值，以便进行读取。

在某些芯片中，为方便用户进行模拟量采样，集成了恒流源和采样电路。用户可以利用该恒流源进行模拟量采样，恒定的电流流过敏感电阻器，可以将变化的电阻值，转化为变化的电压值，采样电路将变化的电压进行转化为其他形式的信号输出。

但集成在芯片中的恒流源往往电流很小，当敏感电阻器阻值很小，且电阻变化范围也很小时，得到的电压值变化范围相应的也会很小，进而采样精度也随之变差。

发明内容

为了解决现有技术中对芯片进行模拟量采样时因敏感电阻器阻值过小而导致得到电压值变化值也相应变小，进而影响采样精度的问题，本发明提供了一种电阻放大电路及采样装置。

本发明的技术特征如下：

一种电阻放大电路，包括：敏感电阻器、三极管、运算放大器与固定电阻器，所述敏感电阻器与三极管串联连接，所述三极管与运算放大器连接，所述运算放大器连接固定电阻器，所述固定电阻器包括第一固定电阻器与第二固定电阻器，所述第一固定电阻器与第二固定电阻器串联连接。

进一步地，所述敏感电阻器一端与三极管集电极连接，所述三极管通过基极与运算放大器连接，所述三极管的发射极接地连接，所述固定电阻器对地电压输入至运算放大器的负输入端，所述三极管集电极对地电压输入至运算放大器的正输入端。

进一步地，所述第一固定电阻器与第二固定电阻器之间的连接点对地电压输入至运算放大器的负输入端。

进一步地，所述三极管为NPN型三极管。

进一步地，所述三极管还可为PNP型三极管，所述PNP型三极管通过基极与运算放大器连接，所述PNP型三极管的集电极接地连接，所述第一固定电阻器与第二固定电阻器之间的连接点对地电压输入至运算放大器的正输入端，所述三极管发射极对地电压输入至运算放大器的负输入端。

进一步地，所述运算放大器串联有一限流电阻，所述限流电阻与三极管基极相连。

进一步地，所述运算放大器上设置有电源。

本发明还提供了一种采样装置，包括上述任一项所述电阻放大电路，还包括：集成采样功能芯片，所述集成采样功能芯片上设置有恒流源电流，所述集成采样功能芯片连接于敏感电阻器的另一端，所述基础采样功能芯片上设置有信号输出端口，所述信号输出端口用于采集集成采样功能芯片的采样。

进一步地，所述集成采样功能芯片上设置有电源。

本发明的有益效果至少包括：通过将敏感电阻器与一三极管串联，运算放大器串联限流电阻后接到三极管的基极构成电压负反馈电路，进而可通过运算放大器控制三极管的导通阻抗，使得采样端口的等效电阻始终保持敏感电阻器阻值的N倍。芯片采样端口的恒流源流过该电路后，采样端口的电压变化范围也变为原来的N倍，从而提高了采样精度。

附图说明

图1为本发明提供的实施例1的一种电阻放大电路的结构流程图。

图2为本发明提供的实施例2的一种电阻放大电路的结构流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

结合图1所示，本实施例提供了一种电阻放大电路，包括：敏感电阻器、三极管、运算放大器与固定电阻器，所述敏感电阻器与三极管串联连接，所述三极管与运算放大器连接，所述运算放大器连接固定电阻器，所述固定电阻器包括第一固定电阻器与第二固定电阻器，所述第一固定电阻器与第二固定电阻器串联连接。

进一步地，所述敏感电阻器一端与三极管集电极连接，所述三极管通过基极与运算放大器连接，所述三极管的发射极接地连接，所述固定电阻器对地电压输入至运算放大器的负输入端，所述三极管集电极对地电压输入至运算放大器的正输入端。

进一步地，所述第一固定电阻器与第二固定电阻器之间的连接点对地电压输入至运算放大器的负输入端。

进一步地，所述三极管为NPN型三极管。

进一步地，所述运算放大器串联有一限流电阻，所述限流电阻与三极管基极相连。

进一步地，所述运算放大器上设置有电源。

其中，第一固定电阻器为R1，第二固定电阻器为R2，敏感电阻器Rt与三极管串联，运算放大器串联限流电阻Rb后接到三极管基极上，整个电路构成电压负反馈电路，当R1≥100*Rt，且R2≥100*Rt时，R1和R2对整个电路阻抗的影响可以忽略不计，此时，整个电路的阻抗计算公式如式(1)所示：

设芯片采样端口的恒流源电流为Is，图1所示的采样电路采样端口的电压即为

实施例2

结合图2所示，本实施例提供了一种电阻放大电路，包括：敏感电阻器、三极管、运算放大器与固定电阻器，所述敏感电阻器与三极管串联连接，所述三极管与运算放大器连接，所述运算放大器连接固定电阻器，所述固定电阻器包括第一固定电阻器与第二固定电阻器，所述第一固定电阻器与第二固定电阻器串联连接。

进一步地，所述三极管为PNP型三极管，所述PNP型三极管通过基极与运算放大器连接，所述PNP型三极管的集电极接地连接，所述第一固定电阻器与第二固定电阻器之间的连接点对地电压输入至运算放大器的正输入端，所述三极管发射极对地电压输入至运算放大器的负输入端。

进一步地，所述运算放大器串联有一限流电阻，所述限流电阻与三极管基极相连。

进一步地，所述运算放大器上设置有电源。

本实施例的采样电路采样端口的电压计算方式与实施例中相同。

实施例3

结合图1-2及实施例1、实施例2所示，本实施例提供了一种采样装置，包括实施例1或实施例2中任一项所述电阻放大电路，还包括：集成采样功能芯片，所述集成采样功能芯片上设置有恒流源电流，所述集成采样功能芯片连接于敏感电阻器的另一端，所述基础采样功能芯片上设置有信号输出端口，所述信号输出端口用于采集集成采样功能芯片的采样。

进一步地，所述集成采样功能芯片上设置有电源。

集成采样功能的芯片，采样端口往往有一恒流源，用于给外接的传感器提供恒定电流，端口电压会随传感器阻值的变化而变化。但是，当恒流源的电流较小，且外接的传感器阻值和阻值的变化范围也很小时，很难取得理想的采样精度，而要提高采样精度，就要提高端口电压的变化范围。

通过采取本发明提供的电阻放大电路，通过在敏感电阻器上串联一三极管，通过运算放大器控制三极管的导通阻抗，使得采样端口的等效电阻始终保持敏感电阻器阻值的N倍。芯片采样端口的恒流源流过该电路后，采样端口的电压变化范围也变为原来的N倍，从而提高了采样精度。该方案不需要配置高精度稳压源，从而降低了电路成本。

三极管和运算放大器共同构成电压负反馈电路。该电路中，运算放大器输出端串联一电阻接到三极管基极，由于电路负反馈作用，三极管基极电流会随敏感电阻器阻值变化而变化，使三极管管压降始终保持敏感电阻器压降的N倍，整个电路的等效阻抗变为敏感电阻器阻值的N倍。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。