[发明专利]用于故障检测的模拟输入电路传感

说明书

本公开涉及用于故障检测的模拟输入电路传感。故障检测方案可以包括在来自传感器的模拟测量的输入端口和与模拟测量协调控制的刺激生成电路之间使用相对较高的注入阻抗。刺激生成电路可通过注入阻抗提供刺激信号。可以相对于与耦合到输入端口的源(例如，传感器或其他设备)相关联的源阻抗指定注入阻抗的幅度。例如，可以规定注入阻抗的幅度大于源阻抗，或者注入阻抗幅度可以规定为源阻抗的倍数。

要求优先权

本专利申请要求Brychta等人于2017年4月1日提交的标题为“ADC INPUT CIRCUITSENSING FOR FAULT DETECTION”的美国临时专利申请序列号62/480,376(代理人案卷号3867.410PRV)的优先权益，在此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

该文件通常但非限制地涉及诸如包括模数转换(ADC)电路的模拟测量电路，并且更具体地涉及具有耦合的另外电路(诸如分频器电路)的ADC到ADC电路的输入。

背景技术

用于执行模拟信号测量的电子电路可以包括模拟测量电路，例如结合模数转换(ADC)电路。这样的电子电路通常使用支持相对有限的输入电压范围的半导体处理和相关电路配置来实现。根据各种应用，这种电路可以用于ADC电路外部的电压范围可以跨越比ADC电路可以直接处理的范围大得多的操作环境。例如，工业环境中的信号可能跨越+/-10伏特(V)，+/-15V的范围或具有高于或低于参考或“接地”电压的更大电压量值的范围。在一种方法中，可以使用电阻分压器电路或其他电压缩放电路将这样的较高电压范围缩放到ADC转换电路的输入。在电阻分压器电路或其他电阻器“网络”中，电阻器的比率或相对值可以确定电压信号被缩小(或衰减)了多少，使得分压器电路的输出在以下范围内：可以由ADC电路进一步处理。

发明内容

尤其是，本发明人已经认识到，在模拟测量输入处使用电阻分压器电路或其他电压缩放方案可能对检测导致模拟测量输入的信号路径中的故障提出挑战。例如，在故障状态下，模拟测量输入端的分压器电路可能会以输入端出现一定电压的方式加载输入。有效输入电压可能无法区分模拟测量电路。为了解决这样的挑战，本文描述的检测方案可以包括在用于来自传感器的模拟测量的输入端口和与模拟测量协调地控制的刺激生成电路之间使用相对高的注入阻抗。刺激生成电路可通过注入阻抗提供刺激信号。

可以相对于与耦合到输入端口的源(例如，传感器或其他设备)相关联的源阻抗指定注入阻抗的幅度，使得注入阻抗和源阻抗的比率高于指定阈值。在一个例子中，可以规定注入阻抗的幅度大于源阻抗。例如，注入阻抗可以是源阻抗的倍数。通常，注入阻抗的幅度也将大于模拟测量输入端的分压电路所呈现的输入阻抗。

可以例如通过检测所得到的模拟测量结果中存在的激励信号的表示的幅度的增加来检测导致输入端口的输入信号链中的异常高阻抗的开路或其他情况，正常(例如非故障)操作。

在一个例子中，电子系统可装配为检测耦合到所述电子系统的输入端口的信号路径中的故障，所述电子系统包括：模拟测量电路，被配置为从耦合到所述输入端口的源接收信号，所述模拟测量电路包括被配置为提供来自所述源的所述接收信号的数字表示的模数转换器(ADC)电路。电子系统可包括：刺激生成电路，通过注入阻抗耦合到所述输入端口，所述注入阻抗的幅值大于与所述源相关联的源阻抗；和耦合到所述模拟测量电路和所述刺激生成电路的控制电路。所述控制电路可被配置为控制所述刺激生成电路以产生用于故障检测的脉冲刺激信号；接收使用所述模拟测量电路的脉冲刺激信号的表示；和至少部分地使用关于从所述模拟测量电路接收到的脉冲刺激信号的表示的幅度的信息来确定耦合到所述输入端口的信号路径中是否存在故障。