[發(fā)明專利]模數(shù)轉(zhuǎn)換器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810030364.2
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108696277A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金楨煜
• 申請（專利權(quán)）人: LS產(chǎn)電株式會社
• 主分類號: H03M1/00
• 分類號: H03M1/00;H03M1/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;任慶威

一種A/D轉(zhuǎn)換器包括：輸入單元，其被配置為接收模擬輸入信號；預(yù)處理單元，其被配置為基于輸入信號的動態(tài)范圍和對應(yīng)于預(yù)定第一位數(shù)量的第一分辨率來將輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字預(yù)處理信號；第一轉(zhuǎn)換單元，其被配置為基于對應(yīng)于小于第一位數(shù)量的第二位數(shù)量的第二分辨率來將預(yù)處理信號轉(zhuǎn)換成第一輸出信號；以及第二轉(zhuǎn)換單元，其被配置為基于對應(yīng)于小于第一位數(shù)量并且不同于第二位數(shù)量的第三位數(shù)量的第三分辨率來將預(yù)處理信號轉(zhuǎn)換成第二輸出信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及一種用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器，并且更具體地涉及一種可以被包括在可編程邏輯控制器(PLC)的模擬輸入模塊中的AD轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

最近，在實現(xiàn)自動化設(shè)備中，用于順序地連接根據(jù)過程的順序來執(zhí)行它們相應(yīng)的過程的控制目標設(shè)備的繼電器已經(jīng)被PLC(可編程邏輯控制器)替代。

PLC系統(tǒng)是用于根據(jù)過程的順序來驅(qū)動和控制控制目標設(shè)備的系統(tǒng)，其是有利的，因為過程的順序能夠被容易地改變、添加和刪除。

具體地，PLC系統(tǒng)使用基本順序控制功能和數(shù)值計算功能來執(zhí)行程序控制并運行存儲在內(nèi)部存儲器中的程序以執(zhí)行預(yù)定邏輯。這樣的PLC系統(tǒng)被應(yīng)用到各種任務(wù)，例如設(shè)備控制、設(shè)備數(shù)值設(shè)置、時間控制、實時監(jiān)視、實時數(shù)據(jù)收集以及安全設(shè)備操作、等等。

一般地，PLC系統(tǒng)包括至少一個計算模塊和連接到其的多個擴展模塊。多個擴展模塊中的每個包括用于處理控制目標設(shè)備的模擬信號的模擬輸入模塊。

由于計算模塊使用數(shù)字信號來執(zhí)行計算，所以模擬輸入模塊一般包括用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的AD轉(zhuǎn)換器。

該AD轉(zhuǎn)換器能夠被應(yīng)用到各種各樣的信號轉(zhuǎn)換，因為它提供各種分辨率。即，分辨率的數(shù)量越大，AD轉(zhuǎn)換器的兼容性越好。

為此，傳統(tǒng)AD轉(zhuǎn)換器包括對應(yīng)于多個分辨率的多個轉(zhuǎn)換單元。這里，每個轉(zhuǎn)換單元根據(jù)每個分辨率將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

即，在多個轉(zhuǎn)換單元之中，輸出14位數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換單元根據(jù)將模擬信號的動態(tài)范圍(或全尺度范圍(FSR))劃分成2¹⁴個級別的分辨率將模擬信號轉(zhuǎn)換成14位數(shù)字信號。

另外，在多個轉(zhuǎn)換單元之中，輸出16位數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換單元根據(jù)將模擬信號的動態(tài)范圍(或FSR)劃分成2¹⁶個級別的分辨率將模擬信號轉(zhuǎn)換成16位數(shù)字信號。

然而，當(dāng)傳統(tǒng)AD轉(zhuǎn)換器提供用于改進效率和兼容性的各種分辨率時，存在如下問題：設(shè)備尺寸和簡化由于針對每個分辨率的轉(zhuǎn)換單元的包含而受限。

另外，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換器輸出對應(yīng)于兩個或更多個分辨率的兩個或更多個數(shù)字信號時，對應(yīng)于兩個或更多個分辨率的兩個或更多個轉(zhuǎn)換單元必須被驅(qū)動。因此，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換器的分辨率增大時，存在如下問題：驅(qū)動AD轉(zhuǎn)換器所需要的延遲時間和功耗可能快速增大。

發(fā)明內(nèi)容

本公開內(nèi)容的一方面是要提供一種能夠防止延遲時間和功耗的增大同時應(yīng)對多個分辨率的AD轉(zhuǎn)換器。

本公開內(nèi)容的以上和/或其他方面和優(yōu)點將變得明顯并且更容易從結(jié)合附圖進行的對實施例的以下描述中認識到。應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)容的目標和優(yōu)點能夠通過權(quán)利要求中闡述的其特征和組合來實現(xiàn)。

根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，提供了一種用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器，其包括：輸入單元，其被配置為接收模擬輸入信號；預(yù)處理單元，其被配置為基于輸入信號的動態(tài)范圍和對應(yīng)于預(yù)定第一位數(shù)量的第一分辨率來將輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字預(yù)處理信號；第一轉(zhuǎn)換單元，其被配置為基于對應(yīng)于小于第一位數(shù)量的第二位數(shù)量的第二分辨率來將預(yù)處理信號轉(zhuǎn)換成第一輸出信號；以及第二轉(zhuǎn)換單元，其被配置為基于對應(yīng)于小于第一位數(shù)量并且不同于第二位數(shù)量的第三位數(shù)量的第三分辨率來將預(yù)處理信號轉(zhuǎn)換成第二輸出信號。