特定範圍模數轉換器的製作方法
2023-09-14 12:41:25 1
專利名稱：特定範圍模數轉換器的製作方法
技術領域：
本發明屬於信號處理系統。確切地說，本發明是提供一種將模擬信號轉換為數位訊號的裝置。
背景技術：
隨著大規模集成電路的發展，數位訊號處理技術的應用範圍也隨之迅速擴大。然而，自然存在的物理量基本上都是一些模擬量，要進行數字處理就必須通過A/D (模數)及D/A (數模)轉換器這一過渡的橋梁。在A/D轉換器中，其解析度是非常關鍵的，它取決於輸入信號的範圍，轉換後的位數。目前的A/D轉換器都只能對輸入的信號的整個範圍進行轉化。例如一個400V輸出電壓的穩壓電源，當採用8位的A/D轉換器轉換輸出電壓，則其輸出電壓的解析度只有1.5625V,其解析度較低，在控制精度要求較高的場合，該解析度顯然不夠。雖然可以採用提高轉換位數的方法來提高A/D轉換器解析度，但是價格和轉換速度則是一個需要考慮的問題。實際控制中遇到的大多數情況是，對特定範圍內的參考信號的A/D轉換精度要求較高，而該範圍外的A/D轉換精度要求則相對較低。如上述的400V輸出電壓的穩壓電源，如果僅對390V至410V這一電壓範圍進行轉換，同樣採用8位A/D轉換器，此時，其輸出電壓的解析度高達0.078125V，對於400V的輸出電壓，其解析度非常之高，在大多數情況下，該解析度足以滿足控制精度的要求。參照目前對整個信號輸入範圍轉換的A/D轉換器，該解析度相當於12.5位的A/D轉換器的解析度。同時上述的轉換，對於390V以下和410V以上的電壓，則仍然可採用8位A/D轉換器，因為在該電壓範圍內，穩壓電源的輸出電壓只是過渡過程而已，轉換的解析度要求不高。因此，設計一種對輸入信號的特定範圍進行A/D轉換的裝置，利用較低的轉換位數達到較高的檢測精度，對模數轉換裝置的發展，具有重要的理論指導意義和實際的工程使用價值。
發明內容
本發明的目的是提供一種將模擬信號轉換為數位訊號的裝置，特別是特定範圍內的輸入信號，經過信號處理，提高該範圍內輸入信號的解析度，以達到改善整個系統的控制精度的目的。
上述的目的通過如下的技術方案實現的。
在常用的A/D轉換器的前端加入一級信號處理模塊，進行信號的預處理，如圖1所示。其具體的功能是判斷轉換器的輸入信號的大小，在預定的信號範圍之外的輸入信號，信號不經過處理，直接供給後極的轉換器轉換，同時信號處理模塊輸出一個表示輸入信號狀態的信號；若輸入的信號在預定的信號範圍之內，則對輸入信號按預定的要求進行處理，再供給後極的轉換器轉換，同時信號處理模塊也輸出一個表示輸入信號狀態的信號。
圖1是特定範圍模數轉換器框圖2是特定範圍模數轉換器的一個具體實施方式
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具體實施例方式
特定範圍模數轉換器的一個具體的應用實例如下。對一個輸入的模擬信號，信號處理模塊內部先通過一個電壓跟隨器，接著電壓比較器判斷輸入的信號的狀態，如果信號在預定的信號範圍之外，則開關Kl斷開，K2閉合，輸入信號直接進入後極的轉換器轉換；如果該信號在預定的信號範圍之內，則開關K1閉合，K2打開，輸入信號處理後進入後極的轉換器轉換。如一個常用的輸入信號為0V 5V的，8位A/D轉換器，預轉換的信號範圍為0V 400V, Vrefl與Vref2對應的電壓均為380V， R2=R4=20R1=20R3。當輸入的轉換信號對應為300V時，由於300V《80V,則開關K1斷開，K2閉合，輸出的狀態信號為低電平，輸出的數位訊號為OCOH。當輸入的轉換信號對應為390V時，由於390V>380V，則開關Kl閉合，K2打開,輸出的狀態信號為高電平,輸出的數位訊號為080H。整個系統在0V480V的範圍內，解析度為1.5625V，在380V 400V的範圍內，解析度為0.078125V。由此可見，本發明的特定範圍模數轉換器在特定的信號範圍的，提高了信號的解析度，達到改善系統的控制精度的目的。
權利要求
1. 特定範圍模數轉換器，提供一種將模擬信號轉換為數位訊號的裝置。其特徵在於在普通的模數轉換器轉換之前進行輸入信號的識別及處理，使輸入信號在特定範圍內的解析度提高的方法。
2. 特定範圍模數轉換器，其特徵在於對特定範圍之外的輸入信號，該裝置按照通常的模數轉換器轉 換；對特定範圍內的輸入信號，經過信號處理，再進行轉換，提高該範圍內輸入信號的解析度， 以達到改善整個系統的控制精度的目的。
全文摘要
特定範圍模數轉換器，涉及一種將模擬信號轉換為數位訊號的裝置。其特徵在於對特定範圍之外的輸入信號，該裝置按照通常的模數轉換器轉換；對特定範圍內的輸入信號，經過信號處理，再進行轉換，提高該範圍內輸入信號的解析度，以達到改善整個系統的控制精度的目的。
文檔編號H03M1/18GK101488754SQ20091011113
公開日2009年7月22日 申請日期2009年3月3日 優先權日2009年3月3日
發明者林清華 申請人:林清華