[发明专利]一种采样阈值随输入信号变化的异步过电平采样模数转换器

权利要求书

1.一种采样阈值随输入信号变化的异步过电平采样模数转换器，其特征在于包括：

预处理模块，将初始的被测量信号放大到满足检测幅度条件的输入信号；

比较器模块，包括比较器一和比较器二，所述比较器模块接收预处理模块传送的输入信号，当该输入信号大于比较器一的参考电压阈值，则比较器一输出高电平信号，当该输入信号小于比较器二的参考电压阈值二，则比较器二输出高电平信号；

接收所述比较器模块传送的高电平信号的计数器模块，所述计数器模块根据接收到的高电平信号的特征信息输出指令信号；当计数器模块接收比较器一传送的输出信号时则计数器模块计数加一、并输出提升电压的控制指令；当计数器模块接收比较器二传送的输出信号时则计数器模块计数减一、并输出降低电压的控制指令；

接收所述计数器模块传送的控制指令的数模转换器模块，所述数模转换器模块基于采样阈值随输入信号变化的异步电平采样方式对输出电压进行控制、并向比较器模块传送模拟电压，所述比较器模块接收到数模转换器模块传送的模拟电压改变其参考电压数值；

计时器模块，用于记录输入信号被采集的开始时间和处理后的结束时间；

接收所述数模转换器模块传送的模拟电压的寄存器模块，所述寄存器模块同时存储计时器模块传送的时间信息。

2.根据权利要求1所述的一种采样阈值随输入信号变化的异步过电平采样模数转换器，其特征还在于：该模数转换器还包括复位信号处理模块，所述复位信号处理模块对该模数转换器的初始状态进行复位处理、当模数转换器结束工作后对模数转换器的系统进行复位处理。

3.根据权利要求1所述的一种采样阈值随输入信号变化的异步过电平采样模数转换器，其特征还在于：该模数转换器还包括使能信号生成模块，所述使能信号生成模块生成预处理模块、比较器模块和数模转换器模块的控制信号。

4.根据权利要求1所述的一种采样阈值随输入信号变化的异步过电平采样模数转换器，其特征还在于：所述计数器模块包括两个电阻电容时间控制电路、两个数字开关和加减计数器，所述比较器一的输出端与电阻电容时间控制电路的开关1相连接，比较器二的输出端与电阻电容时间控制电路的开关2连接，比较器一的输出端与计数器模块控制二进制值加一的端口相连接，比较器二的输出端与计数器模块控制二进制值减一的端口连接，计数器模块的加减端口与或非门0连接后再与非门0连接最后与非门4连接；所述电阻电容时间控制电路的输出端与数字开关1和数字开关2相连接，数字开关1的输出端out1与非门0相连接、输出端out2与非门1相连接；数字开关2的输出端out1与非门2相连接、输出端out2与非门3相连接；非门0输出端和非门2输出端与或非门1相连接，非门1和非门3与非门0相连接，或非门1和非门4的输出端与非门1相连接，与非门1输出端与非门5相连接，非门5与计数器的最低位相连接；与非门0和非门4的输出端与非门2相连接，与非门2与非门6相连接，非门6与计数器的第三位相连接，工作状态如下：

当比较器模块向计数器模块传送输入信号时则计数器改变二进制值，所述数模转换器模块根据该计数器的二进制值改变输出电压；当比较器在第一段时间内只输出了一个或两个信号时，电阻电容时间控制电路的电容C不足以充电完成，则触发数字开关；当在第二段时间内连续的N个信号使电容C充电完成，其中N为大于2的正整数，改变数模转换器模块的数字开关通道的开启情况，低电平触发数字开关改变数字开关的out1，控制数模转换器模块改变分辨率为1V_lsb，其中V_lsb为数模转换器的最小输出电压，高电平触发数字开关改变数字开关的out2，控制数模转换器模块改变分辨率为4V_lsb；当在一个固定时间内若没有连续N个以上的输出变化，则电容C放电完毕变为低电平，低电平触发数字开关改变数字开关的out1，控制数模转换器模块改变分辨率为1V_lsb；

当数字开关为out1时，计数器模块的加减法运算由最低位开始计算，即数模转换器模块分辨率为1V_lsb；当数字开关为out2时，计数器模块的加减法运算由第3位开始计算，第1位、第2位保持不变，即数模转换器模块分辨率为4V_lsb，在输入信号上升、下降交替变化时，采用开关1开关2使电阻电容时间控制电路中电容C放电完毕。