[發(fā)明專利]測量用模擬前端電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310019810.7
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103219995A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 清水一弘;小町友則;安田和秀;森定男
• 申請（專利權）人: 橫河電機株式會社
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 周善來;李雪春

相關申請的交叉參考

本申請要求2012年01月18日向日本特許廳提交的日本專利申請第2012-008061號的優(yōu)先權，因此將所述日本專利申請的全部內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及適合在例如記錄儀和溫度調節(jié)器等的前端中使用的測量用模擬前端電路。

背景技術

作為模擬前端電路，公知的有例如美信公司制造的傳感器信號處理器（MAX1464）（非專利文獻1：“Low-Power,Low-Noise?Multichannel?sensor?Signal?Processor”，MAX146Data?Sheet?Rev0,http://www.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/4590）。MAX1464是低功率、低噪聲、多通道的傳感器信號處理器。所述MAX1464多用于壓力檢測/補償、RTD（電阻式溫度檢測器）/熱電偶的線性化、重量檢測/分類以及臨界顯示用的遠程處理監(jiān)測等工業(yè)用、汽車用和過程控制用的過程控制用的應用。

MAX1464包括MUX（復用器（Multiplexer））、PGA（程控增益放大器（Programmable?Gain?Amplifier））、ADC（模擬數(shù)字轉換器（Analog-Digital?Convertor））、CPU（中央處理器（Central?Processing?Unit））、DAC（數(shù)字模擬轉換器（Digital-Analog?Convertor））、PWM（脈寬調制器（Pulse?Width?Modulator））。如上所述構成的MAX1464例如如下所述地進行動作。即，通過MUX選擇來自連接在MAX1464上的傳感器的輸出，通過PGA進行增益調整。接著，通過ADC把傳感器輸出轉換成數(shù)字量。然后通過CPU對轉換成所述數(shù)字量后的數(shù)據(jù)進行計算處理。作為結果得到的數(shù)據(jù)作為數(shù)字信號從CPU通過串行接口被輸出到系統(tǒng)側。或者，數(shù)字信號由DAC轉換成模擬信號后輸出，或者數(shù)字信號由PWM轉換成脈寬調制（Pulse?Width?Modulation，PWM）信號后輸出。

但是，在作為例如溫度調節(jié)器的模擬前端這樣的測量用前端所要求的所述傳感器信號處理器（MAX1464）的規(guī)格中，有過大輸入保護、AD轉換、隔離以及計算。可是，所述MAX1464雖然具有AD轉換和計算功能，但沒有過大輸入保護功能和隔離功能。因此，過大輸入保護功能和隔離功能需要外置電路來實現(xiàn)。特別是對于隔離功能，需要電源的隔離和通信的隔離。

關于MAX1464，在通信的隔離中需要對SCLK（時鐘）、DI（數(shù)據(jù)輸入）、DO（數(shù)據(jù)輸出）和CS（芯片選擇）四個信號隔離。因此在MAX1464和與該MAX1464進行信號傳遞的電路之間，要追加光耦合器這樣的隔離用元件。從成本和向基板上安裝的面積的觀點出發(fā)，追加光耦合器是不利的。例如在使用四個（株）東芝制造的光耦合器TLP283的情況下，需要7mm×2.6mm×4的安裝面積。此外，在從MAX1464模擬輸出的情況下，DAC也需要高精度的隔離放大器作為隔離元件。其結果導致成本和安裝面積都增大。

此外，MAX1464另外需要用于驅動整個構成部件（例如CPU和存儲器等）的隔離電源。因此，由于隔離電源的損耗會導致耗電增加。因此難以實現(xiàn)以小型、低耗電和低成本為目標的測量用前端。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種能實現(xiàn)小型化、低耗電和低成本的測量用模擬前端電路。

本發(fā)明的第一方式的測量用模擬前端電路，成為與傳感器和控制裝置的接口，其包括：隔離部，作為與所述傳感器的接口，至少包括AD轉換電路；非隔離部，作為與所述控制裝置的接口，至少包括控制電路；以及隔離通信部，在所述隔離部和所述非隔離部之間進行半雙工隔離通信，所述控制電路在通過所述隔離通信部對所述隔離部進行了有關測量的設定之后，向所述AD轉換電路發(fā)送AD轉換執(zhí)行命令，通過所述隔離通信部從所述隔離部取得通過所述AD轉換電路得到的AD轉換結果，并把取得的所述AD轉換結果傳送到所述控制裝置。