[发明专利]用于模拟输入模块的将模拟数据转换为数字数据的方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于模拟输入模块的将模拟数据转换为数字数据的方法，尤其涉及这样一种用于模拟输入模块的将模拟数据转换为数字数据的方法，所述模拟输入模块被配置为通过使与模拟数据一起输入的噪声的影响最小化来稳定地输出数字数据。

背景技术

采用ADC(模数转换器)的模拟输入模块已经被广泛地用于工业领域中。模拟输入模块根据安装环境对数据变化表现敏感，并且转换数据的稳定性会被噪声环境破坏。近来，已经提出了许多技术以防止转换数据的稳定性被破坏。

如上所述的现有技术在例如公开号为2000-068833的日本特开专利(于2000年3月3日公开)中被公开。该技术教导了一种数字滤波系统，其包括A/D转换器和这样一种装置：所述装置以由重复采样提取出的采样次数来消除转换数据中的极大(或者极小)数据并且对剩余的数据进行平均，由此使得由环境产生的噪音频谱图能够被数字地消除。

在该传统的包括数字过滤系统的模拟输入模块中，通常执行多次模数转换以稳定转换数据，并且稳定数据选自多个转换数据中。例如，在进行三次转换而获得一时间的模块中，在三次转换的结果中除最大值和最小值以外的平均值作为模数转换值被显示。可替代地，三次转换的结果的平均值可以作为模数转换值被显示。

然而，在传统的模拟输入模块中存在缺点，即必须提高转换次数以增强转换数据的稳定性。这是因为数据转换时间与转换次数(n)成比例地增加，因此，转换次数(n)必须在模块的给定速度内被解决。结果，即使能够通过在允许的产品规格的转换速度内确定转换次数(n)来实现产品，也无法传统地通过增加转换次数来获得数据稳定性。

例如，假定规格的转换速度是100μs并且将要应用的模拟输入模块的转换速度是30μs，则模拟输入模块的最大允许转换次数是3次。假定对于示范性的模拟输入模块的理想的数字转换数据是1,000，则当三次转换数据分别为998、1002和1,000时，因为三次输入数据的平均值为1,000，所以可以获得满意的结果。

然而，如果由于噪声的影响输入的转换数据为950、1,000和1,002，则三次数据的平均值变为984，从而会获得与用户所希望的转换数据相悖的不满意的结果。

因此，为了避免上述提及的情况，设计者可以选择一种选择省去最大值和最小值的平均(中间(mean))值的方法。然而，即使在这种情况下，如果两个连续的值受到噪声影响，则无法获得设计者所希望的结果。因此，期望任何更高的稳定性是非常困难的，除非增加转换次数(n)。另外，增加转换次数(n)不可避免地增加了数据转换时间，从而会导致不能满足规格所规定的转换速度的问题。结果，在最坏的情况下，可能发生校正硬件的情况，并且如果这种情况不断地发生，则不可避免地增加了时间和成本。

可替代地，在模拟输入模块中稳定转换数据的方法中，可以存在一种稳定数据的方法，认为仅当在模数转换器中最低水平比特的改变大于预定的水平时，数据发生改变。该方法借用了输入信号的磁滞特性，其中，该方法仅对数据的波动大于预定值的情况有响应，以便将数据的波动单元当作预定值。因此，可能产生一种显示宽度为预定值的阶梯形状的数据波动的现象，从而产生精密控制不合适的问题。

为了避免上述提及的一个或多个问题，有关的传统的现有技术要求一种适于精密控制和稳定转换数据的数字转换方法，以使模拟输入模块中的转换次数、转换速度和转换时间免受波动。

发明内容

本公开涉及一种用于模拟输入模块的将模拟数据转换为数字数据的方法。

根据本公开，执行一种用于模拟输入模块的将模拟数据转换为数字数据的方法，其中，模拟输入模块将每一个数据转换周期以预定次数n输入的模拟数据转换为数字数据，基于转换出的n个数字数据和当前转换周期(第k次)，按照大小顺序对为先前转换周期(第k-1次，...第k-d次，其中d为自然数)确定出的至少一个或多个最终转换数据进行排序，确定排序后的数据中对应于平均水平的值并将所述值作为当前转换周期(第k次)的最终转换数据输出。

结果，能够使输入到模拟输入模块的噪声的影响最小化以稳定地输出与模拟数据相关的数字数据。

因此，本公开的目的在于一种用于模拟输入模块的将模拟数据转换为数字数据的方法，所述模拟输入模块被配置为通过由模拟输入模块使与模拟数据一起输入的噪声的影响最小化来稳定地输出数字数据。