專利名稱：模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，運(yùn)用于電子測量或控制裝置中。
在某些場合中使用的自動化測控裝置，要求對多個測點(diǎn)的模擬信號進(jìn)行精確同步的采樣。也就是說，必須得到同一時刻下多個模擬信號的采樣值。這樣的場合包括三相交流輸電系統(tǒng)的線路保護(hù)、交流電動機(jī)的矢量控制等。
同時，這樣的采樣過程要求是高精度的。一般說來，采樣值有效位數(shù)標(biāo)志了轉(zhuǎn)換電路的精度。目前有效位數(shù)超過13位者可以稱為高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
現(xiàn)有的高精度同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換電路都不超過六通道。這對于某些自動化測控裝置來說，由于通道數(shù)不足而造成測控中諸多不便。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將八個單通道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路集成在一個電路內(nèi)，在同一時刻開始采樣，從而實現(xiàn)了八通道采樣動作的完全同步；而其中的每個單通道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路都采用了先進(jìn)的Sigma-Delta調(diào)制和降采樣數(shù)字濾波技術(shù)，真正實現(xiàn)了有效位數(shù)超過13位的高精度采樣。
本實用新型八個通道的模擬輸入是各自獨(dú)立的雙極性全差分輸入結(jié)構(gòu)，達(dá)到高精度的要求。
上述電路結(jié)構(gòu)該領(lǐng)域技術(shù)人員均能方便實施。
本實用新型的有益效果是，可以對多達(dá)八個通道的模擬信號進(jìn)行同步采樣，從而可以精確地得到同一時刻各通道的采樣結(jié)果；采樣結(jié)果精度高；由于電路采用Sigma-Delta調(diào)制方式，采樣頻率較高，所以外圍電路可以采用簡單的RC濾波電路作為抗混疊濾波器，并且無須復(fù)雜的信號調(diào)理和采樣保持電路。


圖1是本實用新型的原理框圖。
圖2是本實用新型實施例的電路圖。
圖3是電流信號輸入電路圖。
圖4是電壓信號輸入電路圖。
圖5是本實用新型另一實施例的電路圖。
圖1中(1)是模擬輸入P端，(2)是模擬輸入N端，(3)是信號調(diào)理電路，(4)是增益放大，(5)是2階Sigma-Delta調(diào)制器，(6)是降采樣數(shù)字濾波，(7)是內(nèi)部參考電源，(8)是串口或并口數(shù)據(jù)輸出，(9)是外部參考電源，(10)是片外CPU或DSP。
圖2中(10)是CPU或DSP，(11)是三相電流互感器，(12)是三相電壓互感器，(13)是變壓器零序電流互感器，(14)是本實用新型八通道高精度同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，(15)是電力變壓器線圈，(16)是地線，(17)是A相，(18)是B相，(19)是C相，(20)是溫度傳感器。
圖3、圖4中(16)是地線(零線)，(17)是A相。
圖5中，(21)是整流電源輸入，(22)是控制器，(23)是逆變器，(24)是交流電動機(jī)，(25)是轉(zhuǎn)速測量裝置。
圖2是本實用新型用于電力系統(tǒng)三相交流采樣的典型實施例。電路結(jié)構(gòu)如圖實施，電力線上的三相電流信號(17、18、19)經(jīng)過電流互感器(11)加在電阻兩端，變成電壓信號，經(jīng)過一個簡單的低通濾波電路輸入VI1、VI2、VI3的雙極性輸入端。而電力線上的三相電壓信號(17、18、19)經(jīng)過電壓互感器(12)變成低電壓信號，再經(jīng)過一個簡單的低通濾波電路輸入VV1、VV2、VV3的雙極性輸入端。電力變壓器線圈(15)中的零序電流經(jīng)過零序電流互感器(13)加在電阻兩端，變成電壓信號，再經(jīng)過一個簡單的低通濾波電路輸入VI4的雙極性輸入端。溫度傳感器(20)的直流信號經(jīng)過去耦電路輸入VV4的雙極性輸入端。本電路(14)的內(nèi)部基準(zhǔn)源接地引腳REFCAP經(jīng)過外接電容和去耦電容接地。輸出信號經(jīng)過并口或者串口與CPU或DSP(10)連接。此例中所有輸入都采用共地方式。
上述實例中的電壓和電流通道的輸入可以采取雙極性輸入方式。圖3、圖4分別描述了上述實例中一個電流通道和一個電壓通道采用雙極性輸入方式的局部電路，其余部分同上例。
圖5是本實用新型用于交流電動機(jī)矢量控制的實施例。本實用新型電路通過同步地采集交流電動機(jī)三相(17、18、19)電流、電壓和轉(zhuǎn)速(25)，以及溫度信號(20)，接線方式如圖1、圖2和圖3。然后將數(shù)據(jù)輸出到DSP(10)進(jìn)行計算，從而得到電動機(jī)(24)轉(zhuǎn)子的位置信息，進(jìn)一步輸出到控制器(22)，根據(jù)一定的控制策略對逆變器(23)發(fā)出控制信號，這樣最終實現(xiàn)了對電動機(jī)的矢量控制。
權(quán)利要求1.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于實現(xiàn)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程，其特征是內(nèi)有8個單通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，每個通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路都是相同的Sigma-Delta調(diào)制和降采樣數(shù)字濾波電路，其在同一時刻開始采樣動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征是其模擬信號輸入是雙極性全差分輸入結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種八通道高精度同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的高精度采樣技術(shù)中，由于同步采樣的通道數(shù)不足，給某些自動化測控裝置帶來不便。本實用新型是在一個電路內(nèi)集成了八個結(jié)構(gòu)相同的、特性一致的單通道模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。其中每個通道的模擬輸入方式都是雙極性全差分輸入，其模數(shù)轉(zhuǎn)換電路都采用了Sigma－Delta調(diào)制和降采樣數(shù)字濾波技術(shù)。所有八個通道的采樣動作都在同一時刻開始。能夠得到八個通道的模擬信號在同一時刻下轉(zhuǎn)換出的數(shù)字信號，其結(jié)果的有效精度超過13位。
文檔編號H03M1/12GK2605703SQ0323019
公開日2004年3月3日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者趙磊 申請人:上海復(fù)旦微電子股份有限公司