[發明專利]一種檢測范圍自適應的模擬量檢測電路及檢測方法

有效

• 申請號: 201510383310.0
• 申請日: 2015-07-02
• 公開（公告）號: CN105159182B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 周瑩;夏奎
• 申請（專利權）人: 成都樂創自動化技術股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 代平

本發明公開了一種檢測范圍自適應的模擬量檢測電路及檢測方法，所述電路包括依次連接的前端處理電路、A/D轉換芯片及MCU處理器，所述方法包括步驟A、設定A/D轉換芯片的檢測范圍；步驟B、對輸入到A/D轉換芯片內的模擬量進行一次初檢測；步驟C、通過MCU處理器判斷所述步驟B的初檢測值，確定一個適合該初檢測值的最小檢測范圍；步驟D，經步驟C后，再進行一次模擬量檢測，輸出轉換結果；通過檢測范圍自適應的模擬量檢測電路可實現檢測范圍自適應的模擬量檢測，利用檢測范圍自適應的模擬量檢測方法，在AD的位數一定的情況下，通過算法自動識別當前模擬量，自適應調節到使電路精度最高的檢測范圍，實現最優精度的模擬量檢測。

技術領域

本發明涉及模擬量檢測技術領域，具體的說，是一種檢測范圍自適應的模擬量檢測電路及檢測方法。

背景技術

模擬量檢測就是將模擬量轉換為數字量(AD轉換)后，供給數字信號處理單元進行運算處理。模擬量檢測的最小分辨量與模擬量檢測范圍和模數轉換器(AD)位數有關，公式為v_max-v_min為檢測范圍，n為AD的位數。在應用中最小分辨量越小，系統檢測的精度會越高。

現有的模擬量檢測方法一般是通過MCU+AD芯片的方式，只是現有技術的使用方式是檢測范圍直接在初始化時設定了，不根據實際模擬量大小實時調節或者受限于A/D芯片本身的特性不能進行調節。在使用此電路時必須在設定的檢測范圍內使用，且轉換的精度是確定的。這就會出現兩種問題。問題一：當模擬量的變化范圍超過設定的檢測范圍時，我們只能獲得一個A/D轉換的最大或最小值；嚴重的情況可能導致電路損壞。問題二：當模擬量的變化范圍明顯小于檢測范圍時，會使得檢測精度不足。例如當設定的檢測范圍為-10V～+10V電壓范圍的16bit A/D，在輸入模擬量變化范圍只有0～+5V電壓時，其實際的檢測精度將只有14bit。

現有技術中，對于既要滿足0～5V模擬量檢測，也要滿足0～10V模擬量檢測的場合，常用的兼容方案是設計AD范圍為0～10V，這樣 根據最小分辨量公式，在應用于0～5V的場合時就會浪費一半的精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種檢測范圍自適應的模擬量檢測電路及檢測方法，通過檢測范圍自適應的模擬量檢測電路可實現檢測范圍自適應的模擬量檢測，利用檢測范圍自適應的模擬量檢測方法，在AD的位數一定的情況下，通過算法自動識別當前模擬量，自適應調節到使電路精度最高的檢測范圍，實現最優精度的模擬量檢測。

本發明通過下述技術方案實現：一種檢測范圍自適應的模擬量檢測電路，包括依次連接的前端處理電路、A/D轉換芯片及MCU處理器；

所述前端處理電路，接收輸入模擬量，完成濾波操作，濾除不需要的雜波信號，并將濾除雜波信號的模擬量信號輸入到A/D轉換芯片內；

所述A/D轉換芯片，接收來至前端處理電路的模擬量信號，并完成相應的AD轉換，同時受MCU處理器控制；

所述MCU控制器，發送控制信號至A/D轉換芯片內，根據實際模擬量實時調節改變A/D轉換芯片的檢測范圍。

進一步的，為更好的實現本發明所述電路，所述A/D轉換芯片為單通道A/D轉換芯片或多通道A/D轉換芯片，所述多通道A/D轉換芯片的通道數為N，且N為自然數。

進一步的，為更好的實現本發明所述電路，所述MCU處理器為單片機或DSP器件或FPGA器件或CPLD器件。

一種檢測范圍自適應的模擬量檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟A、設定A/D轉換芯片的檢測范圍；

步驟B、對輸入到A/D轉換芯片內的模擬量進行一次初檢測；

步驟C、通過MCU處理器判斷所述步驟B的初檢測值，確定一個適合該初檢測值的最小檢測范圍；