[发明专利]一种基于ADC的高精度采样系统

说明书

本申请涉及电路信号采集技术领域，提供一种基于ADC的高精度采样系统，所述系统包括第一电路、放大电路和微处理器。待测信号经第一电路直接被微处理器内的模数转换模块采集和量化，获得第一采样值；所述待测信号经放大电路放大设定的倍数后，被所述模数转换模块采集和量化，获得第二采样值；数据融合处理模块判断第一采样值与预设的阈值的大小，若第一采样值大于预设的阈值，则取第一采样值作为采样输出值；若第一采样值小于或等于预设的阈值，则取第二采样值作为采样输出值。本申请无需额外增加采样系统的成本和占用过多的微处理器资源，还能保持稳定的采样速率，并能在此基础上实现高精度采样。

技术领域

本申请涉及电路信号采集技术领域，尤其涉及一种基于ADC的高精度采样系统。

背景技术

模数转换器(Analog-to-Digital Convertor，ADC)作为电路信号采集系统中至关重要的元器件，其作用原理是将电路中的模拟信号经过采样和量化处理，转换成数字信号。近年来随着智能化的迅猛发展，电力系统对数字信号的质量要求越来越高，从而对电路信号采集系统的采样精度要求也就越来越高。

为提高电路信号采集系统的采样精度，可直接选用高采样位数的ADC器件。但是，ADC器件的价格随其位数的增加而成倍增加，尤其是要求高精度且高速率采样的场合，成本更加高昂，这也额外增加了电路信号采集系统开发和运行的成本。

目前还常采用过采样和求均值方式来提高电路信号采集系统的采样精度，该方式是指对电路中某个模拟信号进行多次采样，得到一组样本，然后对该组样本累计求和，并对求和后的该组样本进行均值滤波和减少噪声处理，得到一个采样结果，该采样结果经过模数转换输出为数字信号，最后求取所述数字信号的平均值。但是，过采样和求均值方式在提高电路信号采集系统的采样精度时，需要牺牲CPU的资源，且采样速率较低。

发明内容

本申请旨在提供一种基于ADC的高精度采样系统，以提高电路信号采集系统的采样精度。

为了实现上述目的，本申请提供一种基于ADC的高精度采样系统，包括：第一电路、放大电路和微处理器，所述放大电路包括运算放大器模块，用于将待测信号放大预设的倍数；所述微处理器内置有模数转换模块和数据融合处理模块。

所述第一电路连接待测电路的检测端，以获取待测信号的电压值，以及将所述待测信号的电压值传输至所述模数转换模块，所述模数转换模块对所述待测信号的电压值进行模数转换，获得第一采样值，并将所述第一采样值发送给所述数据融合处理模块。

所述放大电路连接所述待测电路的检测端，以获取所述待测信号的电压值，所述运算放大器模块将所述待测信号的电压值放大预设的倍数并输出为第二输出电压，以及将所述第二输出电压传输至所述模数转换模块，所述模数转换模块对所述第二输出电压进行模数转换，获得第二采样值，并将所述第二采样值发送给所述数据融合处理模块。

所述数据融合处理模块判断第一采样值与预设的阈值的大小，若所述第一采样值大于所述预设的阈值，则将所述第一采样值作为采样输出值；若所述第一采样值小于或等于所述预设的阈值，则将所述第二采样值作为采样输出值。

优选的，所述预设的阈值通过以下方法确定：

获取参考电压，所述参考电压为所述模数转换模块内置的基准电压。

根据所述参考电压，确定第一电压范围，所述第一电压范围为能够保证第一电路采样精度的电压范围。

根据第一电压范围，确定所述预设的倍数；以及根据所述第一电压范围和所述预设的倍数，确定第二电压范围，所述第二电压范围为能够保证放大电路采样精度的电压范围；所述预设的倍数能够保证所述第一电压范围与所述第二电压范围存在重叠区域。

获取所述第一电压范围与所述第二电压范围的重叠区域，在所述重叠区域中确定预设的阈值。

优选的，所述预设的倍数为19。