[實用新型]模擬信號的自動增益調整控制電路

無效

• 申請號: 01261062.3
• 申請日: 2001-09-07
• 公開（公告）號: CN2492976Y
• 公開（公告）日: 2002-05-22
• 發明（設計）人: 林泗水;楊仙伶;曾文良;張勝發
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 隆天國際專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳紅,潘培坤

技術領域

本實用新型涉及一種模擬信號的處理電路，特別是涉及一種模擬信號的自動增益調整控制電路。

背景技術

模擬對數字轉換電路經常應用在各種計算機設備、測量儀器、工業控制設備中，以將模擬型態的信號(例如溫度、壓力…等)轉換成數字型態的信號，以便于數字處理器的接收及進一步的處理。

一般已知的單一倍率模擬對數字轉換電路的結構如圖1所示，其電路主要包括有一信號檢測裝置10、一前端處理電路11、一信號放大/衰減電路12、一取樣/保持電路13、一模擬對數字轉換器14、以及一微處理器15。當信號檢測裝置10檢測有一模擬的輸入信號Vin后，首先由前端處理電路11將該模擬輸入信號Vin作適度倍率衰減(例如衰減倍率1/a)至系統可接受的安全幅度的模擬信號Vin’之后，再由信號放大/衰減電路12將該Yin’適度放大或衰減而得到一模擬信號Vin”(例如放大倍率b)，該模擬輸入信號Vin”再由取樣/保持電路13作信號的取樣與保持(Sampling?and?Holding)，最后再經模擬對數字轉換器14將該模擬的信號轉換成數字型態的信號，送至微處理器15中進行處理。

微處理器15會通過控制線定時驅動取樣/保持電路13對該模擬信號Vin”進行取樣，且微處理器15會通知模擬對數字轉換器14對取樣信號進行轉換，模擬對數字轉換器14轉換完成時會通知微處理器15來讀取轉換后的數字信號并進行數值運算。

但是，在微處理器15在進行數值運算時，若未考慮在前端處理電路11的衰減倍率1/a與信號放大/衰減電路12的放大倍率b所產生總和倍率b/a的運算結果將為原信號的b/a。因此，電路設計者須事先將還原倍率a/b置于微處理器15的計算程序中，以確保運算結果與輸入信號Vin相符合。

上述的電路結構及信號處理方式僅能適用于單一倍率的轉換過程控制。對于需要多種倍率的轉換程序的信號處理，則需設計一種具有多種倍率切換功能的處理電路(如圖2所示)，在此種多倍率轉換控制電路中，亦主要包括有一信號檢測裝置20、一多倍率前端處理電路21、一多倍率信號放大/衰減電路22、一取樣/保持電路23、一模擬對數字轉換器24、以及一微處理器25。其中該多倍率前端處理電路21具有例如三種衰減倍率1/a1、1/a2與1/a3，而在多倍率信號放大/衰減電路22也有三種放大倍率b1、b2與b3，合計產生九種總合倍率bn/am，其中m＝1-3，n＝1-3。電路設計者須事先將九種還原倍率am/bn，m＝1-3，n＝1-3，數據置于微處理器25的計算程序中，其中最大倍率為a3/b3，最小倍率a1/b1，以確保運算結果與模擬輸入信號Vin相符合。但是，微處理器25在選取適當的還原倍率am/bn之時，一般已知的方法有二種，第一種方法為微處理器25計算程序中需加入判斷程序，由微處理器25依據判斷結果選擇適當的還原倍率am/bn，第二種方法為手動選擇適當的還原倍率am/bn。

就前述第一種還原倍率選取方法而言，如圖2所示，微處理器25一開始執行程序時，在啟始狀態會將還原倍率am/bn定為最大倍率a3/b3，并將切換開關分別置于前端處理電路21的1/a3與信號放大/衰減電路22的b3位置，當微處理器25計算與判斷結果為過載(Overflow)狀態時，微處理器25再以次大倍率a3/b2繼續計算與判斷，并將切換開關分別置于前端處理電路21的1/a3與信號放大/衰減電路22的b2位置，若結果仍為過載狀態時，微處理器25再以次大倍率a3/b1繼續的計算與判斷，直到判斷結果不再過載時的計算值即與模擬輸入信號Vin相符合，微處理器25才停止計算與判斷程序。

而第二種的還原倍率選取方法中，必需在控制電路中設置一手動倍率切換開關26(參閱圖3所示)。在此種電路結構中，其電路結構與圖2所示的電路結構相同，在微處理器25計算程序中亦設計有判斷程序，但是無法自動將切換開關分別置于前端處理電路21的1/am與信號放大/衰減電路22的bn位置，而是需依靠使用者視計算結果是否為過載，而以手動方式撥轉手動倍率選擇開關26至適當的開關位置，直到判斷結果不再過載時的計算值即與輸入信號Vin相符合，才停止撥轉手動倍率選擇開關26。