[发明专利]一种提高ADC分辨率的采样系统及采样方法

权利要求书

1.一种提高ADC分辨率的采样系统，其特征在于：包括基准电路(1)，用于提供多个电压信号；

数据选择器(2)，其与基准电路(1)连接；

程控放大器(3)，其一输入端与数据选择器(2)连接，其另一输入端用于输入采集信号；

参考电路(5)，其用于提供参考电压信号；

模数转换器(4)，其与程控放大器(3)和参考电路(5)连接，参考电路(5)提供的电压信号作为模数转换器(4)进行模数转换的参考电压信号；

以及MCU(6)，其输入端与模数转换器(4)的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高ADC分辨率的采样系统，其特征在于：所述基准电路(1)包括电源输入端、多个电阻(11)以及接地端；

多个电阻(11)串联在电源输入端与接地端之间。

3.根据权利要求2所述的一种提高ADC分辨率的采样系统，其特征在于：所述基准电路(1)包括n个电阻(11)，数据选择器(2)设置有n+1个采集端，相邻两电阻(11)相互连接的一端、其中一个电阻(11)与电源输入端连接的一端以及其中一电阻(11)与接地端连接的一端与不同的采集端连接，其中n为正整数。

4.根据权利要求1所述的一种提高ADC分辨率的采样系统，其特征在于：所述MCU(6)的三个输出端分别与数据选择器(2)、程控放大器(3)以及模数转换器(4)的输入接口连接。

5.一种提高ADC分辨率的采样方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01、采集到的采集信号作为电压信号传递至程控放大器(3)；

S02、数据选择器(2)从基准电路(1)中选择最接近采集信号的一路电压信号输入至程控放大器(3)；

S03、程控放大器(3)接收到采集信号和电压信号之后，将两个信号的差值放大之后传递至模数转换器(4)；

S04、模数转换器(4)结合参考电压将接收到的差值信号转换为数字信号之后输出至MCU(6)；

S05、MCU(6)读取模数转换器(4)输入的数字信号并计算得出采集信号的电压值。

6.根据权利要求5所述的一种提高ADC分辨率的采样方法，其特征在于：所述步骤S02包括以下步骤：

S021、数据选择器(2)从基准电路(1)中选择最接近电源输入端输入的电压的一半的一路电压信号输入程控放大器(3)；

S022、程控放大器(3)接收到采集信号和电压信号之后，将两个信号的差值放大之后传递至模数转换器(4)；

S023、模数转换器(4)结合参考电压将接收到的差值信号转换为数字信号之后输出至MCU(6)；

S024、MCU(6)根据接收到的数字信号计算得到输入信号的初算电压值Ux；

S025、MCU(6)控制数据选择器(2)从基准电路(1)中选择最接近电压值Ux的一路电压信号输入程控放大器(3)。

7.根据权利要求6所述的一种提高ADC分辨率的采样方法，其特征在于：所述步骤S022中，程控放大器(3)采用小增益对差值放大；

所述步骤S03中，程控放大器(3)采用大增益对差值放大。

8.根据权利要求7所述的一种提高ADC分辨率的采样方法，其特征在于：所述步骤S021中，选择的电压信号的电压值为Sx；步骤S022中，程控放大器(3)采用的增益为A1；步骤S023和步骤S04中，参考电路(5)提供的参考电压信号的电压值为REF；步骤S024中，MCU(6)接收到的数字信号为D1；Ux＝D1*REF/2^(m-1)/A1+Sx。

9.根据权利要求8所述的一种提高ADC分辨率的采样系统及采样方法，其特征在于：所述步骤S025中，选择的电压信号的电压值为Sy；步骤S03中，程控放大器(3)采用的增益为A2；步骤S05中，MCU(6)接收到的数字信号为D2，计算得到的采集信号的电压值为Uy，Uy＝D2*REF/2^(m-1)/A2+Sy。