一种稳频式高精度数字式温控器用信号采集处理系统

本发明涉及温度控制领域，具体是指一种稳频式高精度数字式温控器用信 号采集处理系统。

随着科技的发展，数字式温控器已被广泛的使用于日常工业生产当中，其 用于对生产设备、环境的温度进行检测并控制，以提高生产效率和产品质量。 然而，现有的数字式温控器所使用的信号处理系统在对信号处理时容易使信号 的波形出现畸变，导致数字式温控器对温度检测不够准确，严重影响了其对温 度的控制精度。

本发明的目的在于克服现有的数字式温控器所使用的信号处理系统容易受 到外界电磁干扰的缺陷，提供一种稳频式高精度数字式温控器用信号采集处理 系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种稳频式高精度数字式温控器用 信号采集处理系统，主要由温度传感器U，一端与温度传感器U相连接、另一 端经电位器R2后接地的电阻R1，与温度传感器U相连接的两级放大电路，同 时与两级放大电路和温度传感器U相连接的稳频电路，分别与两级放大电路相 连接的反馈电路和电压跟随电路，一端接电源、另一端接地、控制端则与两级 放大电路相连接的电位器R3，以及分别与两级放大电路和电压跟随电路相连接 的栅极偏置电路组成；所述电位器R2的控制端则与电阻R1和电位器R2的连 接点相连接。

进一步的，所述栅极偏置电路由场效应管MOS1，三极管VT5，负极与场 效应管MOS1的栅极相连接、正极作为该栅极偏置电路的输入端的电容C12， 正极与场效应管MOS1的源极相连接、负极经电阻R17后接地的电容C13，P 极与场效应管MOS1的栅极相连接、N极经电阻R15后与电容C13的负极相连 接的二极管D5，负极接地、正极经电阻R14后与二极管D5的N极相连接的电 容C11，一端与场效应管MOS1的漏极相连接、另一端接地的电阻R16，P极与 场效应管MOS1的源极相连接、N极与三极管VT5的基极相连接的二极管D6， 正极与二极管D6的N极相连接、负极接地的电容C15，一端与三极管VT5的 发射极相连接、另一端与电容C15的负极相连接的电阻R19，正极与场效应管 MOS1的漏极相连接、负极作为该栅极偏置电路的输出端的电容C14，正极与电 容C14的负极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的电容C16，以及与 电容C16相并联的电阻R18组成；所述栅极偏置电路的输入端与两级放大电路 相连接、其输出端则与电压跟随电路相连接。

所述稳频电路由场效应管MOS，三极管VT3，三极管VT4，一端与场效应 管MOS的漏极相连接、另一端与电源相连接的电感L，正极与场效应管MOS 的漏极相连接、负极与三极管VT3的集电极相连接的电容C7，N极与三极管 VT4的基极相连接、P极经电阻R11后与三极管VT3的集电极相连接的二极管 D4，N极与二极管D4的P极相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二 极管D3，正极与二极管D4的N极相连接、负极与三极管VT3的发射极相连接 的电容C9，正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R13后形成该稳频 电路的输出端的电容C10，以及正极与三极管VT3的集电极相连接、负极与经 电阻R12后与电容C10的负极相连接的电容C8组成；所述场效应管MOS的栅 极作为该稳频电路的输入端并与温度传感器U相连接、其源极接地；所述三极 管VT3的基极与场效应管MOS的源极相连接、其发射极则与三极管VT4的发 射极相连接；所述三极管VT4的集电极与电容C8的负极相连接；所述稳频电 路的输出端则接两级放大电路。

所述两级放大电路由放大器P1，三极管VT1，放大器P3，正极与放大器 P1的正极相连接、负极与放大器P1的输出端相连接的电容C1，P极与放大器 P1的输出端相连接、N极经电容C3后与三极管VT1的基极相连接的二极管D1， 串接在放大器P3的正极和输出端之间的电阻R7，以及一端与放大器P3的正极 相连接、另一端则与电位器R3的控制端相连接的电阻R5组成；所述放大器P1 的负极与温度传感器U相连接、其输出端则与反馈电路相连接；所述三极管VT1 的发射极与反馈电路相连接、其集电极则与放大器P3的负极相连接；所述放大 器P3的输出端分别与反馈电路和电压跟随电路相连接；所述放大器P1的输出 端与稳频电路的输出端相连接；所述栅极偏置电路的输入端则与放大器P3的输 出端相连接。

所述反馈电路由放大器P2，正极与放大器P1的输出端相连接、负极与放大 器P2的输出端相连接的电容C2，串接在放大器P2的输出端和负极之间的电阻 R4，串接在放大器P2的正极和三极管VT1的发射极之间的电阻R6，以及正极 与放大器P2的负极相连接、负极经电阻R8后与放大器P3的输出端相连接的电 容C4组成；所述电容C4的负极接地。

所述电压跟随电路由三极管VT2，二极管D2，一端与二极管D2的N极相 连接、另一端作为该电压跟随电路的输出端的电阻R10，正极与二极管D2的N 极相连接、负极则与三极管VT2的集电极相连接的电容C6，正极与栅极偏置电 路的输入端相连接、负极与三极管VT2的基极相连接的电容C5，以及一端与三 极管VT2的发射极相连接、另一端接地的电阻R9组成。

所述温度传感器U为AD590电流型集成温度传感器。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以对温度传感器输出的微弱信号进行放大，并使输出信号与 输入信号的波形保持一致，确保了输出信号的保真度，从而可以提高数字式温 控器的温度检测精度，使数字式温控器能够更准确的对温度进行控制。

(2)本发明采用AD590电流型集成温度传感器，其抗干扰能力强，可以提 高本发明的稳定性。

(3)本发明可以对温度传感器输出的信号进行处理，使信号的频率更加稳 定，从而可以提高输出信号的稳定性。

(4)本发明拥有稳定的静态工作点，从而确保输出的信号不会出现失真现 象。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的稳频电路的结构图。

图3为本发明的栅极偏置电路的结构图。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不 限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由温度传感器U，一端与温度传感器U相连接、 另一端经电位器R2后接地的电阻R1，与温度传感器U相连接的两级放大电路， 同时与两级放大电路和温度传感器U相连接的稳频电路，分别与两级放大电路 相连接的反馈电路和电压跟随电路，一端接电源、另一端接地、控制端则与两 级放大电路相连接的电位器R3，以及分别与两级放大电路和电压跟随电路相连 接的栅极偏置电路组成；所述电位器R2的控制端则与电阻R1和电位器R2的 连接点相连接。为了更好的实施本发明，该温度传感器U优选AD590电流型集 成温度传感器来实现，该温度传感器抗干扰能力强，可以提高本发明的稳定性。

其中，两级放大电路由放大器P1，三极管VT1，放大器P3，电容C1，电 容C3，电位器R3，电阻R5，电阻R6以及电阻R7组成。

连接时，电容C1的正极与放大器P1的正极相连接、其负极与放大器P1的 输出端相连接。二极管D1的P极与放大器P1的输出端相连接、其N极经电容 C3后与三极管VT1的基极相连接。电阻R7串接在放大器P3的正极和输出端 之间。电阻R5的一端与放大器P3的正极相连接、其另一端则与电位器R3的控 制端相连接。

同时，所述放大器P1的负极与温度传感器U相连接、其输出端则与反馈电 路相连接。所述三极管VT1的发射极与反馈电路相连接、其集电极则与放大器 P3的负极相连接。所述放大器P3的输出端分别与反馈电路和电压跟随电路相连 接；所述放大器P1的输出端与稳频电路的输出端相连接。所述栅极偏置电路的 输入端则与放大器P3的输出端相连接。

另外，所述反馈电路由放大器P2，电阻R4，电阻R6，电阻R8，电容C2 以及电容C4组成。该电容C2的正极与放大器P1的输出端相连接、其负极与放 大器P2的输出端相连接。电阻R4串接在放大器P2的输出端和负极之间。电阻 R6串接在放大器P2的正极和三极管VT1的发射极之间。电容C4的正极与放 大器P2的负极相连接、其负极经电阻R8后与放大器P3的输出端相连接。所述 电容C4的负极接地。

该电压跟随电路由三极管VT2，二极管D2，电阻R9，电阻R10，电容C5 以及电容C6组成。

连接时，电阻R10的一端与二极管D2的N极相连接、其另一端作为该电 压跟随电路的输出端并接外部控制系统。电容C6的正极与二极管D2的N极相 连接、其负极则与三极管VT2的集电极相连接。电容C5的正极栅极偏置电路 的输出端相连接、负极与三极管VT2的基极相连接。电阻R9的一端与三极管 VT2的发射极相连接、其另一端接地。

如图2所示，所述稳频电路由场效应管MOS，三极管VT3，三极管VT4， 电感L，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电容C7，电容C8，电容C9，电容 C10，二极管D3以及二极管D4组成。

连接时，电感L的一端与场效应管MOS的漏极相连接、其另一端与电源相 连接。电容C7的正极与场效应管MOS的漏极相连接、其负极与三极管VT3的 集电极相连接。二极管D4的N极与三极管VT4的基极相连接、其P极经电阻 R11后与三极管VT3的集电极相连接。二极管D3的N极与二极管D4的P极 相连接、其P极与三极管VT3的发射极相连接。电容C9的正极与二极管D4的 N极相连接、其负极与三极管VT3的发射极相连接。电容C10的正极与三极管 VT4的发射极相连接、其负极经电阻R13后形成该稳频电路的输出端并与放大 器P1的输出端相连接。电容C8的正极与三极管VT3的集电极相连接、其负极 与经电阻R12后与电容C10的负极相连接。

同时，所述场效应管MOS的栅极作为该稳频电路的输入端并与温度传感器 U相连接、其源极接地。所述三极管VT3的基极与场效应管MOS的源极相连 接、其发射极则与三极管VT4的发射极相连接。所述三极管VT4的集电极与电 容C8的负极相连接。

如图3所示，所述栅极偏置电路由场效应管MOS1，三极管VT5，电阻R14， 电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电容C11，电容C12， 电容C13，电容C14，电容C15，电容C16，二极管D5以及二极管D6组成。

连接时，电容C12的负极与场效应管MOS1的栅极相连接、其正极作为该 栅极偏置电路的输入端并与放大器P3的输出端相连接。电容C13的正极与场效 应管MOS1的源极相连接、其负极经电阻R17后接地。二极管D5的P极与场 效应管MOS1的栅极相连接、其N极经电阻R15后与电容C13的负极相连接。 电容C11的负极接地、其正极经电阻R14后与二极管D5的N极相连接。电阻 R16的一端与场效应管MOS1的漏极相连接、其另一端接地。二极管D6的P 极与场效应管MOS1的源极相连接、其N极与三极管VT5的基极相连接。电容 C15的正极与二极管D6的N极相连接、其负极接地。电阻R19的一端与三极 管VT5的发射极相连接、其另一端与电容C15的负极相连接。电容C14的正极 与场效应管MOS1的漏极相连接、其负极作为该栅极偏置电路的输出端并与电 容C5的正极相连接。电容C16的正极与电容C14的负极相连接、其负极与三 极管VT5的集电极相连接。电阻R18与电容C16相并联。

本发明可以对温度传感器输出的微弱信号进行放大，并使输出信号与输入 信号的波形保持一致，本发明还拥有稳定的静态工作点，使输出的信号不会出 现失真现象，确保了输出信号的保真度；本发明还可以对温度传感器输出的信 号进行处理，使信号的频率更加稳定从而可以提高数字式温控器的温度检测精 度，使数字式温控器能够更准确的对温度进行控制。

如上所述，便可很好的实现本发明。