本發明屬于電力電子技術領域，尤其是涉及一種高共模小信號的采集方法及采集電路。

背景技術：

在要求車用發動機電控系統實現國產化的前提下，根據目前國產化器件的現狀，電控系統的電路設計需要盡可能結構簡單、器件通用化、易實現。在設計中，主控CPU需要驅動一些功率負載，其中的關鍵負載如噴油電磁閥的控制電流需要實時控制，即需要實時監測負載線上的電流。而在驅動過程中，負載線上的電壓高達48V，電流為12A±1A或8A±0.5A，為達到精度高、實時性強的監測效果，設計在負載線上串聯一個功率采樣電阻，通過采集電阻上的電壓變化來實現實時電流采集。

為實現電路結構簡單，當前的電流采集電路首先在采樣電阻兩端用兩個對稱的對地電阻將高共模信號轉換為對地的電壓小信號，然后采用差分放大電路，將電壓小信號放大到適合比較器比較的電壓，最后比較器輸出的比較值送到主控CPU，以監控負載線上的電路是否到達12A或8A。該電路結構簡單，但誤差大，全采用0.01％的電阻時，差分放大后的電壓實測誤差高達10％以上，導致驅動電流偏差較大。

而采用專用的高共模1:1差分放大器后，還需要增加一個放大電路，將小信號放大。由于高共模1:1差分放大器屬于高精密器件，國產化后的成本是一個普通精密放大器的20倍以上。

這就需要一個誤差小、器件通用化、電路結構簡單易實現的高共模小信號采集電路。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明旨在提出一種高共模小信號的采集方法，以提供一種過程簡單、易實現的高共模小信號采集方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高共模小信號的采集方法，包括

步驟一：通過懸浮電壓為地線的放大電路將mV級電壓小信號的電壓放大；

步驟二：通過差分放大電路將步驟一中的放大電壓信號轉換為以系統地為地平面的電壓信號，方便比較器進行比較。

相對于現有技術，本發明所述的高共模小信號的采集方法具有以下優勢：

(1)本發明所述的高共模小信號的采集方法，過程簡答，容易實現。

本發明創造的另一目的在于提出一種高共模小信號的采集電路，以提供一種誤差小、元器件通用性強、電路結構簡單的高共模小信號采集電路。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種高共模小信號的采集電路，包括運算放大器U1和運算放大器U2，所述運算放大器U1的正向輸入端經電阻R2連接至V1，負向輸入端經電阻R3連接至V2，所述V2與所述V1之間連接電阻R1，所述運算放大器U1的輸出端分別連接至電阻R4、電阻R5和電阻R8的一端，所述電阻R4的另一端連接至所述運算放大器U1的負向輸入端；所述電阻R5的另一端連接至所述V1；所述電阻R8的另一端連接至所述運算放大器U2的正向輸入端，所述運算放大器U2的正向輸入端分別經電阻R6接至VSS、經電阻R10接至GND，所述運算放大器U2的負向輸入端經電阻R7連接至所述V1；所述運算放大器U2的負向輸入端分別經電阻R9接至GND、經電阻R12接至V0，所述運算放大器U2的輸出端經電阻R11連接至VSS，所述運算放大器U2的輸出端連接至所述V0。

進一步的，所述運算放大器U1和所述運算放大器U2的型號相同，型號可為LM158或OPO7。

進一步的，所述電阻R1為采樣電阻，其功率為0.01Ω。

進一步的，所述電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R12的阻值相同。

進一步的，所述電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11和電阻R12的精度均為0.1％。

相對于現有技術，本發明創造所述的高共模小信號的采集電路具有以下優勢：

(1)本發明創造所述的高共模小信號的采集電路，結構簡單，容易實現；對電阻的精度要求低，誤差小，數據采集值準確，為后續的設計工作提供便利，節約了設計成本。

(2)本發明創造所述的高共模小信號的采集電路，設置的運算放大器均為普通放大器，通用性強，適用范圍廣。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的高共模小信號采集電路的結構示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

一種高共模小信號的采集方法，包括

步驟一：通過懸浮電壓為地線的放大電路將mV級電壓小信號的電壓放大；

步驟二：通過差分放大電路將步驟一中的放大電壓信號轉換為以系統地為地平面的電壓信號，方便比較器進行比較。

一種高共模小信號的采集電路，如圖1所示，包括運算放大器U1和運算放大器U2，所述運算放大器U1的正向輸入端經電阻R2連接至V1，負向輸入端經電阻R3連接至V2，所述V2與所述V1之間連接電阻R1，所述運算放大器U1供電電源接VDD，所述運算放大器U1的供電電源經電容C1后接GND；所述運算放大器U1的輸出端分別連接至電阻R4、電阻R5和電阻R8的一端，所述電阻R4的另一端連接至所述運算放大器U1的負向輸入端；所述電阻R5的另一端連接至所述V1；所述電阻R8的另一端連接至所述運算放大器U2的正向輸入端，所述運算放大器U2的正向輸入端分別經電阻R6接至VSS、經電阻R10接至GND，所述運算放大器U2的供電電源接VCC，所述VCC經電容C2連接至所述VSS，所述運算放大器U2的負向輸入端經電阻R7連接至所述V1；所述運算放大器U2的負向輸入端分別經電阻R9接至GND、經電阻R12接至V0，所述運算放大器U2的輸出端經電阻R11連接至VSS，所述運算放大器U2的輸出端連接至所述V0，電路結構簡單，易實現。

所述運算放大器U1和所述運算放大器U2的型號相同，型號可為LM158或OPO7，元器件通用性強，有利于大范圍推廣使用。

所述電阻R1為采樣電阻，其功率為0.01Ω。

所述電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R12的阻值相同，與所述運算放大器U2組成1:1差分放大電路。

所述電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11和電阻R12的精度均為0.1％，誤差小，采集的數值更加精確。

一種高共模小信號的采集電路的工作原理為：

采樣電阻R1選取0.01Ω的功率電阻，采集負載線上的電流信號，將大電流信號12A或8A轉換為高共模mV級電壓信號；然后通過運算放大器U1、電阻R2、電阻R3和R4組成的放大電路，將高共模mV級電壓信號放大為V級電壓信號；電阻R5為放大電路負載，并為后續的差分放大電路提供參考點；所述電阻R6、電阻R7、電阻R8和電阻R12的阻值相同，與運算放大器U2組成1:1差分放大電路，該差分放大電路將放大后懸浮的V級電壓信號轉換為以系統地VSS為地平面的V級電壓信號。

本發明的實施例電路中電阻的精度為1％時，誤差控制在10％以下，可以穩定并準確的采集高共模小信號，為設計工作提供了便利，減少了設計成本。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。