[發明專利]高速可設定分辨率的高精度AD采樣電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201410532611.0
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104300982B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 李有財;鄧秉杰;范俊;林志雄
• 申請（專利權）人: 福建星云電子股份有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙)35212
• 代理人: 林曉琴

1.一種高速可設定分辨率的高精度AD采樣電路，其特征在于：包括差分運算放大電路、控制信號放大電路、第一低分辨率AD轉換器、第二低分辨率AD轉換器及處理器，所述差分運算放大電路通過第一低分辨率AD轉換器連接至所述處理器，所述控制信號放大電路通過所述第二低分辨率AD轉換器連接至所述處理器；

所述差分運算放大電路包括運算放大器U1，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻Rf，所述電阻R1一端為采樣信號輸入端，所述電阻R1的另一端分別連接至所述運算放大器U1的反相輸入端及所述電阻Rf的一端，所述電阻Rf的另一端連接至所述運算放大器U1的輸出端，所述電阻R2一端為設定參考值信號輸入端，所述電阻R2的另一端分別連接所述運算放大器U1的同相輸入端及所述電阻R3的一端，所述電阻R3的另一端接地，所述運算放大器U1的輸出端連接至所述電阻R4的一端，所述電阻R4的另一端連接第一低分辨率AD轉換器的輸入端；

所述控制信號放大電路包括運算放大器U2、電阻R5、電阻R6、電阻R7及電阻R8，所述電阻R5的一端為采樣信號輸入端，所述電阻R5的另一端分別連接所述電阻R6的一端及所述運算放大器U2的反相輸入端，所述電阻R6的另一端連接至所述運算放大器U2的輸出端，所述電阻R7的一端連接運算放大器U2的同相輸入端，所述電阻R7的另一端接地，所述運算放大器U2的輸出端連接至所述電阻R8的一端，所述電阻R8的另一端連接所述第二低分辨率AD轉換器的輸入端。

2.根據權利要求1所述的高速可設定分辨率的高精度AD采樣電路，包括其特征在于：所述差分運算放大電路還包括電容C1，所述電容C1并聯于所述電阻R3兩端。

3.一種高速可設定分辨率的高精度AD采樣電路的控制方法，其特征在于：所述采樣電路包括差分運算放大電路、控制信號放大電路、第一低分辨率AD轉換器、第二低分辨率AD轉換器及處理器，所述差分運算放大電路通過第一低分辨率AD轉換器連接至所述處理器，所述控制信號放大電路通過所述第二低分辨率AD轉換器連接至所述處理器，所述控制方法包括如下步驟：

步驟1、設定所需采樣分辨率，即確定(△V·K)的值，其中△V為有效誤差范圍，K為差分放大倍數，通過差分運算放大電路中電阻的阻值確定K值，設定參考值V后加載采樣信號，并分別將采樣信號及設定參考值信號接入差分運算放大電路，之后第一低分辨率AD轉換器對差分運算放大電路輸出的信號進行采樣及轉換，將獲取的第一路可設定高分辨率高精度AD采樣值傳給處理器；

步驟2、將采樣信號經過控制信號放大電路傳給第二低分辨率AD轉換器，通過第二低分辨率AD轉換器對控制信號放大電路傳出的信號進行采樣及轉換，之后將第二路低分辨率采樣AD值傳給處理器；

步驟3、通過檢測比較第二路低分辨率采樣AD值與所設定參考值V之間差值是否在有效誤差范圍△V內：若差值在有效誤差范圍內，則由步驟1所采樣的第一路可設定高分辨率高精度AD采樣值是有效的；若差值超出誤差范圍內，則第一路可設定高分辨率高精度AD采樣值無效，并反饋調節采樣信號，進入步驟1，直至第二路低分辨率采樣AD與所設定參考值V之間差值進入有效誤差△V范圍內，實現測量采樣。

4.根據權利要求3所述的高速可設定分辨率的高精度AD采樣電路的控制方法，其特征在于：所述差分運算放大電路包括運算放大器U1，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4及電阻Rf，所述電阻R1一端為采樣信號輸入端，所述電阻R1的另一端分別連接至所述運算放大器U1的反相輸入端及所述電阻Rf的一端，所述電阻Rf的另一端連接至所述運算放大器U1的輸出端，所述電阻R2一端為設定參考值信號輸入端，所述電阻R2的另一端分別連接所述運算放大器U1的同相輸入端及所述電阻R3的一端，所述電阻R3的另一端接地，所述運算放大器U1的輸出端連接至所述電阻R4的一端，所述電阻R4的另一端連接第一低分辨率AD轉換器的輸入端，設定參考值信號輸入至運算放大器U1同相輸入端，采樣信號輸入至運算放大器U1的反相輸入端，差分運放后輸出信號，之后經過電阻R4至第一低分辨率AD轉換器，其中根據電阻R1、R2、R3和Rf的阻值確定差分放大倍數K值。

5.根據權利要求4所述的高速可設定分辨率的高精度AD采樣電路的控制方法，其特征在于：所述差分運算放大電路還包括電容C1，所述電容C1并聯于所述電阻R3兩端，用于信號濾波。

6.根據權利要求3所述的高速可設定分辨率的高精度AD采樣電路的控制方法，其特征在于：所述控制信號放大電路包括運算放大器U2、電阻R5、電阻R6、電阻R7及電阻R8，所述電阻R5的一端為采樣信號輸入端，所述電阻R5的另一端分別連接所述電阻R6的一端及所述運算放大器U2的反相輸入端，所述電阻R6的另一端連接至所述運算放大器U2的輸出端，所述電阻R7的一端連接運算放大器U2的同相輸入端，所述電阻R7的另一端接地，所述運算放大器U2的輸出端連接至所述電阻R8的一端，所述電阻R8的另一端連接至所述第二低分辨率AD轉換器的輸入端；將采樣信號連接至運算放大器U2的反相輸入端，運算放大器U2的輸出端經過電阻R8連接至第二低分辨率AD轉換器。