[发明专利]高速可设定分辨率的高精度AD采样电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速可设定分辨率的高精度AD采样电路及其控制方法。

背景技术

针对DSP内置AD采样分辨率低问题，传统的解决方法就是选用外置专用高分辨率(高转换位数)的AD转换芯片来提高AD采样分辨率。但是，随着选用AD芯片转换位数增加的同时，不仅转换速率降低而且也面临着成本的大幅度增加问题。现有的技术中，为提高数据采样分辨率，一种方法是直接选用外置较高转换位数的AD芯片，特点是分辨率提高但是转换速率降低且成本增加很大；另一种方法是通过对信号采样电路的合理设计，可在原有的基础上使数据采集电路的分辨率提高一位，特点是分辨率有所提高且成本不高，转换速率有所降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种高速可设定分辨率的高精度AD采样电路，使得使用低分辨率的AD转换器就可以实现高分辨率高精度AD采样，降低了成本。

本发明之一是这样实现的：一种高速可设定分辨率的高精度AD采样电路，包括差分运算放大电路、控制信号放大电路、第一低分辨率AD转换器、第二低分辨率AD转换器及处理器，所述差分运算放大电路通过第一低分辨率AD转换器连接至所述处理器，所述控制信号放大电路通过所述第二低分辨率AD转换器连接至所述处理器。

进一步地，所述差分运算放大电路包括运算放大器U1，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4及电阻Rf，所述电阻R1一端为采样信号输入端，所述电阻R1的另一端分别连接至所述运算放大器U1的反相输入端及所述电阻Rf的一端，所述电阻Rf的另一端连接至所述运算放大器U1的输出端，所述电阻R2一端为设定参考值信号输入端，所述电阻R2的另一端分别连接所述运算放大器U1的同相输入端及所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端接地，所述运算放大器U1的输出端连接至所述电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端连接第一低分辨率AD转换器的输入端。

进一步地，所述差分运算放大电路还包括电容C1，所述电容C1并联于所述电阻R3两端。

进一步地，所述控制信号放大电路包括运算放大器U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7及电阻R8，所述电阻R5的一端为采样信号输入端，所述电阻R5的另一端分别连接所述电阻R6的一端及所述运算放大器U2的反相输入端，所述电阻R6的另一端连接至所述运算放大器U2的输出端，所述电阻R7的一端连接运算放大器U2的同相输入端，所述电阻R7的另一端接地，所述运算放大器U2的输出端连接至所述电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接所述第二低分辨率AD转换器的输入端。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种高速可设定分辨率的高精度AD采样电路的控制方法，使得使用低分辨率的AD转换器就可以实现高分辨率高精度AD采样，降低了成本。

本发明之二是这样实现的：一种高速可设定分辨率的高精度AD采样电路的控制方法，所述采样电路包括差分运算放大电路、控制信号放大电路、第一低分辨率AD转换器、第二低分辨率AD转换器及处理器，所述差分运算放大电路通过第一低分辨率AD转换器连接至所述处理器，所述控制信号放大电路通过所述第二低分辨率AD转换器连接至所述处理器，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1、设定所需采样分辨率，即确定(△V·K)的值，其中△V为有效误差范围，K为差分放大倍数，通过差分运算放大电路中电阻的阻值确定K值，设定参考值V后加载采样信号，并分别将采样信号及设定参考值信号接入差分运算放大电路，之后第一低分辨率AD转换器对差分运算放大电路输出的信号进行采样及转换，将获取的第一路可设定高分辨率高精度AD采样值传给处理器；

步骤2、将采样信号经过控制信号放大电路传给第二低分辨率AD转换器，通过第二低分辨率AD转换器对控制信号放大电路传出的信号进行采样及转换，之后将第二路低分辨率采样AD值传给处理器；

步骤3、通过检测比较第二路低分辨率采样AD值与所设定参考值V之间差值是否在有效误差范围△V内：若差值在有效误差范围内，则由步骤1所采样的第一路可设定高分辨率高精度AD采样值是有效的；若差值超出误差范围内，则第一路可设定高分辨率高精度AD采样值无效，并反馈调节采样信号，进入步骤1，直至第二路低分辨率采样AD与设定参考值V之间差值进入有效误差△V范围内，实现测量采样。