技術領域
本發明涉及一種適用于電子信號轉換和自動控制領域的電路裝置,具體的說,是一種對任意信號輸出幅度能夠進行程控的轉換裝置,主要應用于電子信號轉換領域和機電結合的自動控制領域。
背景技術
在現有技術的電子設備和電子控制領域等信號頻率不是很高的環境中,很多情況下都需要對一個信號的幅度進行控制,特別是在一些電子控制領域,經常需要對信號的幅度進行縮放的控制,而對信號頻率、相位等特征不做改變,也就是說,只改變信號的幅度大小。
在電子機械方面,就相當于只改變機械的動作幅度,而不改變動作的軌跡路線形狀。在電子設備中,就相當于只改變信號傳輸的增益,而不改變信號的其它特性。
在專利號為CN200510092193的日本石田琢磨的專利“自動增益控制電路”中,公開了一電路,包括:可變增益放大電路,具有由增益控制信號控制的增益,整流電路,整流上述可變增益放大電路的輸出信號,電壓比較器,將由上述整流電路整流了的整流信號與閾值電壓比較,增/減序計數器,對應上述電壓比較器的輸出電壓電平切換增序計數動作和減序計數動作,D/A轉換電路,輸出對應于上述增/減序計數器的計數值的電壓,另外提供給上述可變增益放大電路的增益控制信號對應于上述D/A轉換電路輸出的電壓,且上述電壓比較器的閾值電壓是對應于上述D/A轉換電路輸出電壓的電壓。
在專利號為CN03219245的中國南京航空航天大學的專利“微弱信號程控放大器”中,公開的電路包括前后級的放大電路和程控芯片。它是一種微弱信號程控放大器,由運算放大器組成前級放大,由程控放大器組成二級放大,由阻容濾波電路和運算放大器組成一級濾波電路,由阻容濾波電路和運算放大器組成二級濾波電路。其放大器具有極高的交流共模抑制比,且隨著增益的增加而增大,對工頻噪聲和諧波有高效的抑制作用;放大器增益具有程控放大作用,根據輸入信號的強弱,選擇程控增益的大小;具有低通濾波器,濾出高頻干擾;體積小,模塊式器件,最大放大倍數可達16000倍。
但是,對于申請專利號為CN200510092193的專利文獻,它所公開的是一種自動增益控制電路,也就是說輸出的信號和輸入的信號的增益會自動變化,滿足輸出信號的要求,但對于需要可控增益的需求卻無法滿足。
對于專利號為CN03219245的專利,由于程控芯片的控制只能分1、2、4、8、16倍這5級,對輸出信號的放大倍數控制能力比較弱,其放大倍數固定,對于象5、6、7、11、1000等其它比較隨意的程控放大倍數的需求無法滿足要求。
因此,現有技術還有待于改進和發展。
發明內容
本發明的目的在于提供一種信號幅度的轉換裝置,根據對信號進行的幅度轉換提出一種簡單有效的量程轉換裝置,可以對信號變化頻率在一定范圍內的任意信號進行程控轉換輸出,頻率的變化范圍受電路結構和使用器件特性的限制.
為了實現上述發明目的,本發明的技術方案包括:
一種信號幅度的轉換裝置,其中,其包括:一信號預處理單元、一控制單元、一D/A轉換器單元、一輸出信號處理單元和一指令接口單元;其中,
所述信號預處理單元用于接收外界輸入信號,經過轉換之后把信號輸送到所述D/A轉換器單元的參考電平輸入端;
所述指令接口單元用于接收外部命令,處理成所述控制單元能夠識別的指令信號,傳遞給所述控制單元;
所述控制單元用于從所述指令接口單元接收控制指令和對D/A轉換器單元進行編程控制,向所述D/A轉換器單元寫入程控數據,所述控制指令包含將D/A轉換器單元輸出信號的幅度增加還是減少,以及程控值是多少的信息;
所述D/A轉換器單元用于根據所述控制單元寫入的程控數據和參考電壓輸入端輸入的外界信號,完成信號的轉換輸出,所述輸出信號處理單元對所述D/A轉換器單元的輸出信號進行處理之后,輸出到后續電路。
所述的裝置,其中,所述信號預處理單元用于對輸入信號進行電平轉換,進行相應的限幅保護,對信號幅度進行適當的縮放以及濾波。
所述的裝置,其中,所述控制單元和所述D/A轉換器單元之間通過串型通信接口或者并口連接。
所述的裝置,其中,所述指令接口單元與所述控制單元之間通過RS232或鍵盤接口連接。
所述的裝置,其中,所述信號預處理單元采用運放、三極管或阻容網絡實現。