[发明专利]模数转换器

说明书

一种A/D转换器包括：输入单元，其被配置为接收模拟输入信号；预处理单元，其被配置为基于输入信号的动态范围和对应于预定第一位数量的第一分辨率来将输入信号转换成数字预处理信号；第一转换单元，其被配置为基于对应于小于第一位数量的第二位数量的第二分辨率来将预处理信号转换成第一输出信号；以及第二转换单元，其被配置为基于对应于小于第一位数量并且不同于第二位数量的第三位数量的第三分辨率来将预处理信号转换成第二输出信号。

技术领域

本公开内容涉及一种用于将模拟信号转换成数字信号的模数(AD)转换器，并且更具体地涉及一种可以被包括在可编程逻辑控制器(PLC)的模拟输入模块中的AD转换器。

背景技术

最近，在实现自动化设备中，用于顺序地连接根据过程的顺序来执行它们相应的过程的控制目标设备的继电器已经被PLC(可编程逻辑控制器)替代。

PLC系统是用于根据过程的顺序来驱动和控制控制目标设备的系统，其是有利的，因为过程的顺序能够被容易地改变、添加和删除。

具体地，PLC系统使用基本顺序控制功能和数值计算功能来执行程序控制并运行存储在内部存储器中的程序以执行预定逻辑。这样的PLC系统被应用到各种任务，例如设备控制、设备数值设置、时间控制、实时监视、实时数据收集以及安全设备操作、等等。

一般地，PLC系统包括至少一个计算模块和连接到其的多个扩展模块。多个扩展模块中的每个包括用于处理控制目标设备的模拟信号的模拟输入模块。

由于计算模块使用数字信号来执行计算，所以模拟输入模块一般包括用于将模拟信号转换成数字信号的AD转换器。

该AD转换器能够被应用到各种各样的信号转换，因为它提供各种分辨率。即，分辨率的数量越大，AD转换器的兼容性越好。

为此，传统AD转换器包括对应于多个分辨率的多个转换单元。这里，每个转换单元根据每个分辨率将模拟信号转换成数字信号。

即，在多个转换单元之中，输出14位数字信号的转换单元根据将模拟信号的动态范围(或全尺度范围(FSR))划分成2¹⁴个级别的分辨率将模拟信号转换成14位数字信号。

另外，在多个转换单元之中，输出16位数字信号的转换单元根据将模拟信号的动态范围(或FSR)划分成2¹⁶个级别的分辨率将模拟信号转换成16位数字信号。

然而，当传统AD转换器提供用于改进效率和兼容性的各种分辨率时，存在如下问题：设备尺寸和简化由于针对每个分辨率的转换单元的包含而受限。

另外，当AD转换器输出对应于两个或更多个分辨率的两个或更多个数字信号时，对应于两个或更多个分辨率的两个或更多个转换单元必须被驱动。因此，当AD转换器的分辨率增大时，存在如下问题：驱动AD转换器所需要的延迟时间和功耗可能快速增大。

发明内容

本公开内容的一方面是要提供一种能够防止延迟时间和功耗的增大同时应对多个分辨率的AD转换器。

本公开内容的以上和/或其他方面和优点将变得明显并且更容易从结合附图进行的对实施例的以下描述中认识到。应当理解，本公开内容的目标和优点能够通过权利要求中阐述的其特征和组合来实现。

根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器，其包括：输入单元，其被配置为接收模拟输入信号；预处理单元，其被配置为基于输入信号的动态范围和对应于预定第一位数量的第一分辨率来将输入信号转换成数字预处理信号；第一转换单元，其被配置为基于对应于小于第一位数量的第二位数量的第二分辨率来将预处理信号转换成第一输出信号；以及第二转换单元，其被配置为基于对应于小于第一位数量并且不同于第二位数量的第三位数量的第三分辨率来将预处理信号转换成第二输出信号。