專利名稱：特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信號(hào)處理系統(tǒng)。確切地說，本發(fā)明是提供一種將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的裝置。
背景技術(shù)：
隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用范圍也隨之迅速擴(kuò)大。然而，自然存在的物理量基本上都是一些模擬量，要進(jìn)行數(shù)字處理就必須通過A/D (模數(shù))及D/A (數(shù)模)轉(zhuǎn)換器這一過渡的橋梁。在A/D轉(zhuǎn)換器中，其分辨率是非常關(guān)鍵的，它取決于輸入信號(hào)的范圍，轉(zhuǎn)換后的位數(shù)。目前的A/D轉(zhuǎn)換器都只能對(duì)輸入的信號(hào)的整個(gè)范圍進(jìn)行轉(zhuǎn)化。例如一個(gè)400V輸出電壓的穩(wěn)壓電源，當(dāng)采用8位的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換輸出電壓，則其輸出電壓的分辨率只有1.5625V,其分辨率較低，在控制精度要求較高的場(chǎng)合，該分辨率顯然不夠。雖然可以采用提高轉(zhuǎn)換位數(shù)的方法來提高A/D轉(zhuǎn)換器分辨率，但是價(jià)格和轉(zhuǎn)換速度則是一個(gè)需要考慮的問題。實(shí)際控制中遇到的大多數(shù)情況是，對(duì)特定范圍內(nèi)的參考信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換精度要求較高，而該范圍外的A/D轉(zhuǎn)換精度要求則相對(duì)較低。如上述的400V輸出電壓的穩(wěn)壓電源，如果僅對(duì)390V至410V這一電壓范圍進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同樣采用8位A/D轉(zhuǎn)換器，此時(shí)，其輸出電壓的分辨率高達(dá)0.078125V，對(duì)于400V的輸出電壓，其分辨率非常之高，在大多數(shù)情況下，該分辨率足以滿足控制精度的要求。參照目前對(duì)整個(gè)信號(hào)輸入范圍轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器，該分辨率相當(dāng)于12.5位的A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率。同時(shí)上述的轉(zhuǎn)換，對(duì)于390V以下和410V以上的電壓，則仍然可采用8位A/D轉(zhuǎn)換器，因?yàn)樵谠撾妷悍秶鷥?nèi)，穩(wěn)壓電源的輸出電壓只是過渡過程而已，轉(zhuǎn)換的分辨率要求不高。因此，設(shè)計(jì)一種對(duì)輸入信號(hào)的特定范圍進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的裝置，利用較低的轉(zhuǎn)換位數(shù)達(dá)到較高的檢測(cè)精度，對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)展，具有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際的工程使用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的裝置，特別是特定范圍內(nèi)的輸入信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理，提高該范圍內(nèi)輸入信號(hào)的分辨率，以達(dá)到改善整個(gè)系統(tǒng)的控制精度的目的。
上述的目的通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
在常用的A/D轉(zhuǎn)換器的前端加入一級(jí)信號(hào)處理模塊，進(jìn)行信號(hào)的預(yù)處理，如圖1所示。其具體的功能是判斷轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)的大小，在預(yù)定的信號(hào)范圍之外的輸入信號(hào)，信號(hào)不經(jīng)過處理，直接供給后極的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，同時(shí)信號(hào)處理模塊輸出一個(gè)表示輸入信號(hào)狀態(tài)的信號(hào)；若輸入的信號(hào)在預(yù)定的信號(hào)范圍之內(nèi)，則對(duì)輸入信號(hào)按預(yù)定的要求進(jìn)行處理，再供給后極的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，同時(shí)信號(hào)處理模塊也輸出一個(gè)表示輸入信號(hào)狀態(tài)的信號(hào)。


圖1是特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器框圖2是特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)具體實(shí)施方式
；
具體實(shí)施例方式
特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例如下。對(duì)一個(gè)輸入的模擬信號(hào)，信號(hào)處理模塊內(nèi)部先通過一個(gè)電壓跟隨器，接著電壓比較器判斷輸入的信號(hào)的狀態(tài)，如果信號(hào)在預(yù)定的信號(hào)范圍之外，則開關(guān)Kl斷開，K2閉合，輸入信號(hào)直接進(jìn)入后極的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換；如果該信號(hào)在預(yù)定的信號(hào)范圍之內(nèi)，則開關(guān)K1閉合，K2打開，輸入信號(hào)處理后進(jìn)入后極的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。如一個(gè)常用的輸入信號(hào)為0V 5V的，8位A/D轉(zhuǎn)換器，預(yù)轉(zhuǎn)換的信號(hào)范圍為0V 400V, Vrefl與Vref2對(duì)應(yīng)的電壓均為380V， R2=R4=20R1=20R3。當(dāng)輸入的轉(zhuǎn)換信號(hào)對(duì)應(yīng)為300V時(shí)，由于300V《80V,則開關(guān)K1斷開，K2閉合，輸出的狀態(tài)信號(hào)為低電平，輸出的數(shù)字信號(hào)為OCOH。當(dāng)輸入的轉(zhuǎn)換信號(hào)對(duì)應(yīng)為390V時(shí)，由于390V>380V，則開關(guān)Kl閉合，K2打開,輸出的狀態(tài)信號(hào)為高電平,輸出的數(shù)字信號(hào)為080H。整個(gè)系統(tǒng)在0V480V的范圍內(nèi)，分辨率為1.5625V，在380V 400V的范圍內(nèi)，分辨率為0.078125V。由此可見，本發(fā)明的特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器在特定的信號(hào)范圍的，提高了信號(hào)的分辨率，達(dá)到改善系統(tǒng)的控制精度的目的。
權(quán)利要求
1. 特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器，提供一種將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的裝置。其特征在于在普通的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之前進(jìn)行輸入信號(hào)的識(shí)別及處理，使輸入信號(hào)在特定范圍內(nèi)的分辨率提高的方法。
2. 特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于對(duì)特定范圍之外的輸入信號(hào)，該裝置按照通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換；對(duì)特定范圍內(nèi)的輸入信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提高該范圍內(nèi)輸入信號(hào)的分辨率， 以達(dá)到改善整個(gè)系統(tǒng)的控制精度的目的。
全文摘要
特定范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器，涉及一種將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的裝置。其特征在于對(duì)特定范圍之外的輸入信號(hào)，該裝置按照通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換；對(duì)特定范圍內(nèi)的輸入信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提高該范圍內(nèi)輸入信號(hào)的分辨率，以達(dá)到改善整個(gè)系統(tǒng)的控制精度的目的。
文檔編號(hào)H03M1/18GK101488754SQ20091011113
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者林清華 申請(qǐng)人:林清華