[发明专利]一种具有全范围动态自检功能的A/D转换装置及方法

说明书

本发明涉及一种具有全范围动态自检功能的A/D转换装置及方法，所述的装置包括MCU芯片、FPGA芯片、基准电压产生电路、二选一选择器和A/D转换电路，所述的基准电压产生电路的输入端与FPGA芯片的输出端连接，所述的基准电压产生电路的输出端和FPGA芯片的输出端分别与二选一选择器的输入端连接，所述的二选一选择器的输出端、FPGA芯片的输出端分别与A/D转换电路的输入端连接，所述的A/D转换电路的输出端与MCU芯片的输入端连接，所述的MCU芯片的输出端与FPGA芯片的输入端连接。与现有技术相比，本发明具有高集成度、高精度且具有全范围动态自检功能等优点。

技术领域

本发明涉及一种A/D转换装置及方法，尤其是涉及一种具有全范围动态自检功能的A/D转换装置及方法。

背景技术

在地铁车辆的运行过程中，需要有效的检测车辆信号设备的运行状态。传统的车辆信号设备检测方法是对信号设备的电平范围进行定性检测，一般规定大于高门限电压(比如最高电平的0.7倍)区分为高电平，低于低门限电压(比如最高电平的0.3倍)区分为低电平。当输入电平位于高低门限电压之间时(比如大于0.3倍小于0.7倍)，电路无法区分，只能视为噪声。随着轨道交通方式的不断发展，相应的信号设备也有了长足进步，仅仅对信号电平范围进行定性检测已经渐渐不满足我们的要求，我们需要对信号设备的电平范围有一个定量的检测，因此就需要在检测电路中引入A/D转换装置。

当前，常见的A/D转换装置存在以下技术缺陷：

传统的A/D转换装置由于设计限制，一般在一个装置中的A/D转换电路数量都十分有限，集成度不高，不适用地铁车辆这种需要检测大量车辆信号设备状态的场合；

传统的A/D转换装置通常不具备错误检测功能，无法得知装置本身是否出现故障，而在出现故障的情况下，A/D转换装置很可能会将错误的信息送给系统，无法正确识别出车辆当前状态，进而降低系统可用性，甚至影响行车安全；

随着技术的进步，部分A/D转换装置已经引入了自检功能，但采用的自检技术都是针对一个固定的基准电压进行自检，与实际工作情况不一致，所以自检的有效性不高；

在实际使用中，由于材质的特性，A/D转换装置在长时间运行后，有一定的机率因老化而导致漏电流变大，从而A/D转换的精度变差，对此问题一直没有有效的解决手段。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高集成度、高精度的具有全范围动态自检功能的A/D转换装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有全范围动态自检功能的A/D转换装置，包括MCU芯片、FPGA芯片、基准电压产生电路、二选一选择器和A/D转换电路，所述的基准电压产生电路的输入端与FPGA芯片的输出端连接，所述的基准电压产生电路的输出端和FPGA芯片的输出端分别与二选一选择器的输入端连接，所述的二选一选择器的输出端、FPGA芯片的输出端分别与A/D转换电路的输入端连接，所述的A/D转换电路的输出端与MCU芯片的输入端连接，所述的MCU芯片的输出端与FPGA芯片的输入端连接。

优选地，所述的MCU芯片用于整体功能实现，对A/D输出数字量进行判断后发送给上位机。

优选地，所述的FPGA芯片根据MCU的控制命令，在指定时刻发送数字量给基准电压产生电路，并且发送选通信号给二选一选择器，发送片选信号给A/D转换电路。

优选地，所述的基准电压产生电路用于产生用于自检的基准电压，根据FPGA发过来的数字量转换成基准电压送给二选一选择器。

优选地，所述的基准电压产生电路包括依次连接的D/A转换芯片、分压电路和电压跟随器；