[發明專利]一種高分辨率測量轉換電路

有效

• 申請號: 201710028723.6
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106771460B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 楊波;朱珍
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01R15/00
• 分類號: G01R15/00
• 代理公司: 佛山市永裕信專利代理有限公司 44206
• 代理人: 楊啟成

一種高分辨率測量轉換電路，其特征在于包括單片機、輸入輸出接口電路，控制接口電路，低分辨率D/A轉換器、低分辨率A/D轉換器、S/H采樣保持電路、運算放大電路A₁、運算放大電路A₂、電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆，選擇開關K。本發明與已有技術相比，具有采用低分辨率的A/D轉換器就能實現對具有較大的恒定分量值而變化值相對較小的電壓信號的高精度、低成本的高分辨率A/D轉換的優點。

技術領域

本發明涉及一種測量轉換電路。

背景技術

隨著以信息采集( 即傳感器技術) 、信息傳輸( 通信技術) 和信息處理( 計算機技術)為主的現代信息技術的發展，在各種工業自動化生產過程、環境監控過程及日常生活過程中，對溫度、壓力和流量等物理參數的測量是實現信息的獲得、轉化、存取、處理和揭示物質活動規律的必要手段。被測的物理量往往在一個恒定值上上下波動，例如瓷磚燒制的爐溫，其爐溫在一較大的恒定溫度值上有較小的溫度變化。這種物理量經過非電量到電量轉換電路就得到一個有較大的恒定分量值而相對恒定分量值的變化值相對較小的電壓信號。

對這種有較大的恒定分量值而變化值相對較小的電壓信號，傳統上主要有兩種測量方法。一種是采用標準總線的集成智能傳感技術，但分辨率較低，一般不超過10位A/D轉換器的分辨率，而且動態響應，抗干擾能力均比較差，無法高精度地反應有較大的恒定分量值而變化值相對較小的電壓信號。另一種是對這種有較大的恒定分量值而變化值相對較小的輸入電壓信號，采用通常的轉換方法，為了使變化分量具有足夠的分辨率，又不使轉換器輸入過載，必須使用高分辨率A/D轉換器，而使用高分辨率A/D轉換器，必然會增加產品的成本。

發明內容

本發明的發明目的在于提供一種采用低分辨率的A/D轉換器就能實現對具有較大的恒定分量值而變化值相對較小的電壓信號的高精度、低成本的高分辨率測量轉換電路。

本發明是這樣實現的，包括單片機、輸入接口電路、輸出接口電路、控制接口電路、低分辨率D/A轉換器、低分辨率A/D轉換器、S/H采樣保持電路、運算放大電路A₁、運算放大電路A₂、電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆，選擇開關K，運算放大電路A₁的同相端作為信號輸入端與被轉換信號V_i相連，運算放大電路A₁的反相端分別通過電阻R₁接地以及通過電阻R₂與運算放大電路A₁的輸出端V₁相連，運算放大電路A₁的輸出端V₁通過電阻R₃與運算放大電路A₂的同相端相連，運算放大電路A₂的信號輸出端通過電阻R₄與運算放大電路A₂的同相端相連以及與S/H采樣保持電路的輸入端相連，運算放大電路A₂的反相端通過電阻R₅與低分辨率D/A轉換器的輸出端相連以及通過電阻R₆接地，低分辨率D/A轉換器的參考電壓V_R1輸入端與高的標準電壓V_R相連，低分辨率D/A轉換器的信號輸入端經輸出接口電路與單片機的信號輸出端相連，S/H采樣保持電路的輸出端與低分辨率A/D轉換器的輸入端相連，低分辨率A/D轉換器的輸出端經輸入接口電路與單片機的輸入端相連，單片機的控制輸出端經控制接口電路分別與S/H采樣保持電路的控制輸入端、低分辨率A/D轉換器的選通控制輸入端及選擇開關K的選通控制輸入端相連，選擇開關K的兩輸入端分別與高的標準電壓V_R及低的標準電壓V_R' 相連，選擇開關K的輸出端與低分辨率A/D轉換器的參考電壓V_R2輸入端相連。