本实用新型涉及示波器测试领域，具体涉及一种差分探头电路。
背景技术：
随着当代电子技术的不断发展和普及，示波器测试的需求日益增加，在很多的电路当中，单端探头测试电压得到的差分信号与实际信号相差很大，有可能出现“地弹”现象，尤其是电机电路，含有直流抵补(dcoffset)或交流抵补(acoffest)完全没有对地回路，此时冒然使用示波器将造成损坏示波器，或造成电线走火，甚至会造成人体触电危险，所以单端探头测试性能已经不再能满足工程师的需求。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种差分探头电路，解决电机电路中，特别是直流抵补(dcoffset)或交流抵补(acoffest)的接地问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种差分探头电路，其改进之处在于，包括输入模块、输出模块以及ic模块，所述输入模块、ic模块以及输出模块依次电性连接，所述输入模块包括衰减单元，所述衰减单元设有用于输入被测信号的hv-端和hv+端，所述ic模块对衰减过后的电压信号进行指令处理，输出模块再将处理过后的电压信号进行运算放大，最后输出至示波器；
所述输出模块电性连接有归零模块和超载模块，所述输出模块均与归零模块和超载模块电性连接，所述归零模块包括归零芯片u4a、u5a以及u6a，所述超载模块用于监测运算放大的信号，所述运算放大的信号为过载信号时，所述归零模块的芯片u4a、u5a、u6a接收信号后阻断电压，使得探头为无信号状态。
作为上述技术方案的改进，所述ic模块包括dc变换器，所述dc变换器的型号为max743，所述max743的4个供电输入端v+和av+端连接有电源模块，所述max743的正mosfet管输出端子lx+、负mosfet管输出端子lx-均与输入模块、输出模块、超载模块以及归零模块连接。
作为上述技术方案的改进，所述电源模块包括电压比较器u2a和电压比较器u2b，所述电压比较器u2a和电压比较器u2b均为同一型号，型号均为lm293d，所述电压比较器u2a的正向输入端、反向输入端和u2b的正向输入端、反向输入端设有cn1端口，所述u2a的输出端与u2b的正向输入端连接，所述u2b的输出端与芯片max743的4个供电输入端v+和av+端连接。
作为上述技术方案的改进，所述衰减单元包括一级衰减单元，所述一级衰减单元包括可变电容器tc2、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电阻r9，所述可变电容器tc2、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17以及电阻r9并联于一体，所述一级衰减单元包括衰减电阻r39、r38、r37、r36、r35、r34、r33、r32、r31以及r30，所述衰减电阻r39、r38、r37、r36、r35、r34、r33、r32、r31以及r30串联后一端与电阻r9连接，另一端连接hv-端，所述可变电容器tc2串联有电容电容c37、c36、c35、c34、电阻r63以及电阻r62，所述电阻r62与hv-端连接。
作为上述技术方案的改进，所述衰减单元包括二级衰减单元，所述二级衰减单元包括可变电容器tc1、电容c20、c21、c22、c23以及电阻r10，所述可变电容器tc1、电容c20、c21、c22、c23以及电阻r10并联于一体，所述二级衰减单元还包括衰减电阻r49、r48、r47、r46、r45、r44、r43、r42、r41以及r40,所述衰减电阻r49、r48、r47、r46、r45、r44、r43、r42、r41以及r40串联于一体，串联后一端与电阻r10连接，另一端与hv+端连接，所述hv+端还串联有电阻r60、电阻r61、电容c39、电容c40、电容c41以及电容c42，所述电容c42还有可变电容器tc1连接。
作为上述技术方案的改进，所述输出模块包括电流反馈放大器u4、电流反馈放大器u5以及电流反馈放大器u6，所述电流反馈放大器u4、电流反馈放大器u5以及电流反馈放大器u6为同一类型芯片，均为lt1227，所述电流反馈放大器u4的反向输入端与电流反馈放大器u5的反向输入端通过开关sw2连接，所述电流反馈放大器u4的正向输入端与反向输入单元的可调电容器tc2连接，所述电流反馈放大器u5的正向输入端与正向输入单元的可调电容器tc1连接，所述电流反馈放大器u4的输出端通过电阻r18与电流反馈放大器u6的反向输入端连接，所述电流反馈放大器u5的输出端通过电阻r27与电流反馈放大器u6的正向输入端连接，所述电流反馈放大器u6的输出端通过电阻r12与示波器连接，所述电流反馈放大器u6的输出端还连接超载模块。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种差分探头电路，可以解决电机电路中，特别是直流抵补(dcoffset)或交流抵补(acoffest)的接地问题，满足工程师的探头测试需求，减少示波器的损害，避免电线走火或者避免造成人体触电危险，而且本实用新型结构简单，具有很大的经济效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型整体框架图；
图2是本实用新型电源模块的电路原理图；
图3是本实用新型ic模块的电路原理图；
图4是本实用新型输入模块的电路原理图；
图5是本实用新型输出模块的电路原理图；
图6是本实用新型超载模块的电路原理图；
图7是本实用新型归零模块的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1，本实用新型揭示了一种差分探头电路，包括输入模块1、输出模块2以及ic模块3，所述输入模块1、ic模块3以及输出模块2依次电性连接，所述输入模块1包括衰减单元，所述衰减单元设有用于输入被测信号的hv-端和hv+端，所述ic模块3对衰减过后的电压信号进行指令处理，输出模块2再将处理过后的电压信号进行运算放大，最后输出至示波器；所述输出模块2电性连接有归零模块4和超载模块5，所述输出模块2均与归零模块4和超载模块5电性连接，所述归零模块4包括归零芯片u4a、u5a以及u6a，所述超载模块5用于监测运算放大的信号，所述运算放大的信号为过载信号时，所述归零模块4的芯片u4a、u5a、u6a接收信号后阻断电压，使得探头为无信号状态。
在上述实施例中，所述在工频50hz条件下，运算放大信号的有效值大于5000v就超载，变成过载信号，超载模块5的指示灯led1会亮，此时与超载模块5连接的归零模块4芯片u4a、u5a、u6a迅速阻断电压，探头为无信号状态，解决电机电路中，特别是直流抵补(dcoffset)或交流抵补(acoffest)的接地问题。
如图2所示，所述ic模块3包括dc变换器u1，所述dc变换器u1的型号为max743，所述max743的4个供电输入端v+和av+端连接有电源模块6，所述max743的正mosfet管输出端子lx+、负mosfet管输出端子lx-均与输入模块1、输出模块2、超载模块5以及归零模块4连接。如图3所示，所述电源模块6包括电压比较器u2a和电压比较器u2b，所述电压比较器u2a和电压比较器u2b均为同一型号，型号均为lm293d，所述电压比较器u2a的正向输入端、反向输入端和u2b的正向输入端、反向输入端设有cn1端口，所述cn1端口可以接入6v适配器为电路供电，也可以使用电源模块6内部的干电池b1供电，所述u2a的输出端与u2b的正向输入端连接，所述u2b的输出端与芯片max743的4个供电输入端v+和av+端连接。
在上述实施例中，电压比较器u2a和u2b可用于单电源或分路供电，当外接6v适配器或者干电池通过cn1给整个电路供电时，电压比较器u2a和u2b被设计为在单电源运行的情况下运行于同模式范围到地电平，便于dc变换器u1对进入电路里电压信号做出处理指令。
如图4所示，所述衰减单元包括一级衰减单元11，所述一级衰减单元11包括可变电容器tc2、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电阻r9，所述可变电容器tc2、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17以及电阻r9并联于一体，所述一级衰减单元11包括衰减电阻r39、r38、r37、r36、r35、r34、r33、r32、r31以及r30，所述衰减电阻r39、r38、r37、r36、r35、r34、r33、r32、r31以及r30串联后一端与电阻r9连接，另一端连接hv-端，所述可变电容器tc2串联有电容电容c37、c36、c35、c34、电阻r63以及电阻r62，所述电阻r62与hv-端连接；所述衰减单元包括二级衰减单元12，所述二级衰减单元12包括可变电容器tc1、电容c20、c21、c22、c23以及电阻r10，所述可变电容器tc1、电容c20、c21、c22、c23以及电阻r10并联于一体，所述二级衰减单元12还包括衰减电阻r49、r48、r47、r46、r45、r44、r43、r42、r41以及r40,所述衰减电阻r49、r48、r47、r46、r45、r44、r43、r42、r41以及r40串联于一体，串联后一端与电阻r10连接，另一端与hv+端连接，所述hv+端还串联有电阻r60、电阻r61、电容c39、电容c40、电容c41以及电容c42，所述电容c42还有可变电容器tc1连接。
在上述实施例中，被测设备的输入两端回路电压分别经由输入模块1单独hv-端和hv+端进入，经过衰减单元11的r31～r49和r60～r63的衰减，将高压信号转为低压信号。
如图5所示，所述输出模块2包括电流反馈放大器u4、电流反馈放大器u5以及电流反馈放大器u6，所述电流反馈放大器u4、电流反馈放大器u5以及电流反馈放大器u6为同一类型芯片，均为lt1227，所述电流反馈放大器u4的反向输入端与电流反馈放大器u5的反向输入端通过开关sw2连接，所述电流反馈放大器u4的正向输入端与反向输入单元的可调电容器tc2连接，所述电流反馈放大器u5的正向输入端与正向输入单元的可调电容器tc1连接，所述电流反馈放大器u4的输出端通过电阻r18与电流反馈放大器u6的反向输入端连接，所述电流反馈放大器u5的输出端通过电阻r27与电流反馈放大器u6的正向输入端连接，所述电流反馈放大器u6的输出端通过电阻r12与示波器连接，所述电流反馈放大器u6的输出端还连接超载模块。
在上述实施例中，所述电源模块6内的开关sw1呈打开状态时，此时探头处于开机状态，所述低压信号通过开关sw2进入输出模块，sw2选择不同变比进入电流反馈放大器u4和u5，变比包括以下形式：开关sw2的b1、b2和c1、c2接通时，衰减比为100:1；开关sw2的a1、a2和b1、b2接通时，衰减比变为1000:1，信号从芯片u6出来后经由电阻r12衰减输入到示波器。
本实用新型的一种差分探头电路，工作在频率为50hz条件下，运算放大信号的有效值只有大于5000v，信号将会通过超载模块5里的u3a、u3b(如图6所示，芯片u3a、u3b是相同的型号，均为lm293d)，与u3a、u3b连接的led1就会亮起警示，告诉使用者电压信号过大，归零模块4内的芯片u4a、u5a、u6a迅速阻断电压，探头为无信号状态，解决了电机电路中，特别是直流抵补(dcoffset)或交流抵补(acoffest)的接地问题。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种差分探头电路，可以解决电机电路中，特别是直流抵补(dcoffset)或交流抵补(acoffest)的接地问题，满足工程师使用探头测试的需求，减少示波器的损害，避免电线走火或者避免造成人体触电危险，而且本实用新型结构简单，具有很大的经济效益。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
1.一种差分探头电路，其特征在于，包括输入模块、输出模块以及ic模块，所述输入模块、ic模块以及输出模块依次电性连接，所述输入模块包括衰减单元，所述衰减单元设有用于输入被测信号的hv-端和hv+端，所述ic模块对衰减过后的电压信号进行指令处理，输出模块再将处理过后的电压信号进行运算放大，最后输出至示波器；
所述输出模块电性连接有归零模块和超载模块，所述输出模块均与归零模块和超载模块电性连接，所述归零模块包括归零芯片u4a、u5a以及u6a，所述超载模块用于监测运算放大的信号，所述运算放大的信号为过载信号时，所述归零模块的芯片u4a、u5a、u6a接收信号后阻断电压，使得探头为无信号状态。
2.根据权利要求1所述的一种差分探头电路，其特征在于：所述ic模块包括dc变换器，所述dc变换器的型号为max743，所述max743的4个供电输入端v+和av+端连接有电源模块，所述max743的正mosfet管输出端子lx+、负mosfet管输出端子lx-均与输入模块、输出模块、超载模块以及归零模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种差分探头电路，其特征在于：所述电源模块包括电压比较器u2a和电压比较器u2b，所述电压比较器u2a和电压比较器u2b均为同一型号，型号均为lm293d，所述电压比较器u2a的正向输入端、反向输入端和u2b的正向输入端、反向输入端设有cn1端口，所述u2a的输出端与u2b的正向输入端连接，所述u2b的输出端与芯片max743的4个供电输入端v+和av+端连接。
4.根据权利要求1所述的一种差分探头电路，其特征在于：所述衰减单元包括一级衰减单元，所述一级衰减单元包括可变电容器tc2、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电阻r9，所述可变电容器tc2、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17以及电阻r9并联于一体，所述一级衰减单元包括衰减电阻r39、r38、r37、r36、r35、r34、r33、r32、r31以及r30，所述衰减电阻r39、r38、r37、r36、r35、r34、r33、r32、r31以及r30串联后一端与电阻r9连接，另一端连接hv-端，所述可变电容器tc2串联有电容电容c37、c36、c35、c34、电阻r63以及电阻r62，所述电阻r62与hv-端连接。
5.根据权利要求4所述的一种差分探头电路，其特征在于：所述衰减单元包括二级衰减单元，所述二级衰减单元包括可变电容器tc1、电容c20、c21、c22、c23以及电阻r10，所述可变电容器tc1、电容c20、c21、c22、c23以及电阻r10并联于一体，所述二级衰减单元还包括衰减电阻r49、r48、r47、r46、r45、r44、r43、r42、r41以及r40,所述衰减电阻r49、r48、r47、r46、r45、r44、r43、r42、r41以及r40串联于一体，串联后一端与电阻r10连接，另一端与hv+端连接，所述hv+端还串联有电阻r60、电阻r61、电容c39、电容c40、电容c41以及电容c42，所述电容c42还有可变电容器tc1连接。
6.根据权利要求5所述的一种差分探头电路，其特征在于：所述输出模块包括电流反馈放大器u4、电流反馈放大器u5以及电流反馈放大器u6，所述电流反馈放大器u4、电流反馈放大器u5以及电流反馈放大器u6为同一类型芯片，均为lt1227，所述电流反馈放大器u4的反向输入端与电流反馈放大器u5的反向输入端通过开关sw2连接，所述电流反馈放大器u4的正向输入端与反向输入单元的可调电容器tc2连接，所述电流反馈放大器u5的正向输入端与正向输入单元的可调电容器tc1连接，所述电流反馈放大器u4的输出端通过电阻r18与电流反馈放大器u6的反向输入端连接，所述电流反馈放大器u5的输出端通过电阻r27与电流反馈放大器u6的正向输入端连接，所述电流反馈放大器u6的输出端通过电阻r12与示波器连接，所述电流反馈放大器u6的输出端还连接超载模块。
技术总结