[發(fā)明專利]一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢測電路、檢測方法和數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-12-22
• 公開（公告）號: CN115776300A
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董健;王林;高偉康;趙星
• 申請（專利權(quán)）人: 南京優(yōu)倍電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M1/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 李禮

本發(fā)明實施例公開了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢測電路、檢測方法和數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢測電路包括：第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制模塊；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)自身的第一模擬信號輸入端和第二模擬信號輸入端的差分電壓得到第二輸入信號；控制模塊與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信連接，控制模塊用于根據(jù)第一輸入信號和第二輸入信號的電壓差值，檢測第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器或第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器是否出現(xiàn)故障。本發(fā)明實現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換器的故障監(jiān)測，有助于確保模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)據(jù)的有效性，使得控制模塊能夠及時輸出報警信息，從而提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢測電路、檢測方法和數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著自動化的應(yīng)用場合越來越多，數(shù)據(jù)的采集和現(xiàn)場的控制多依賴于儀表，所以工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的安全穩(wěn)定可靠變得更加重要。但在環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場，很容易造成儀表硬件故障，這樣就會造成測量的誤差，甚至輸出錯誤的值，影響到工業(yè)現(xiàn)場的安全。

現(xiàn)有模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog To Digital Converter，ADC)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣時，一般將輸入電壓經(jīng)過模擬開關(guān)、增益放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理后，通過串行接口將處理后的數(shù)據(jù)送至控制模塊。在這個過程中，任何一個步驟出現(xiàn)錯誤，都會導(dǎo)致采樣數(shù)據(jù)的錯誤，這種情況下，就需要確保采樣過程中，這些步驟都是正常的，從而確保輸出有效的采樣數(shù)據(jù)。除內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器的故障之外，模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間的引腳短路，也可能導(dǎo)致采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤。

現(xiàn)有的模數(shù)轉(zhuǎn)換器無法確保輸出數(shù)據(jù)的有效性，難以監(jiān)測模數(shù)轉(zhuǎn)換器的故障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢測電路、檢測方法和數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)，實現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換器的故障監(jiān)測，有助于確保模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)據(jù)的有效性，有效監(jiān)測模數(shù)轉(zhuǎn)換器的故障，能夠及時輸出報警信息，從而提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的可靠性。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢測電路，包括：第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制模塊；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一模擬信號輸入端連接第一采樣信號端，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二模擬信號輸入端連接第二采樣信號端，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)自身的第一模擬信號輸入端和第二模擬信號輸入端的差分電壓得到第一輸入信號；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一模擬信號輸入端連接第一采樣信號端，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二模擬信號輸入端連接第二采樣信號端，第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)自身的第一模擬信號輸入端和第二模擬信號輸入端的差分電壓得到第二輸入信號；控制模塊與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信連接，控制模塊用于根據(jù)第一輸入信號和第二輸入信號的電壓差值，檢測第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器或第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器是否出現(xiàn)故障。

可選的，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的增益放大倍數(shù)相同；根據(jù)第一輸入信號和第二輸入信號的電壓差值，檢測第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器或第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器是否出現(xiàn)故障，包括：在第一輸入信號和第二輸入信號的電壓差值的絕對值大于設(shè)定量程與預(yù)設(shè)百分比的乘積時，確定第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器或第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)第一類故障；其中，第一類故障包括：第一模擬信號輸入端和第二模擬信號輸入端的短路故障、內(nèi)部模擬開關(guān)故障、增益放大倍數(shù)異常和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能故障中的至少一種。

可選的，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的檢測電路還包括：第一退耦模塊、第二退耦模塊、第三退耦模塊和第四退耦模塊；第一退耦模塊連接于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一模擬信號輸入端和第一采樣信號端之間，第二退耦模塊連接于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二模擬信號輸入端和第二采樣信號端之間，第三退耦模塊連接于第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一模擬信號輸入端和第一采樣信號端之間，第四退耦模塊連接于第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二模擬信號輸入端和第二采樣信號端之間；第一退耦模塊和第三退耦模塊用于減小第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一模擬信號輸入端和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一模擬信號輸入端之間的信號耦合，第二退耦模塊和第四退耦模塊用于減小第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二模擬信號輸入端和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二模擬信號輸入端之間的信號耦合。