專利名稱：電氣信號(hào)壓縮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電氣信號(hào)壓縮系統(tǒng)
一、 技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種新型的電氣信號(hào)采集處理系統(tǒng)，尤其是涉及一種電氣 信號(hào)壓縮系統(tǒng)。
二、 背景技術(shù)
背景技術(shù)中，現(xiàn)有的電氣信號(hào)處理系統(tǒng)是通過采集芯片和數(shù)字信號(hào)處理 (DSP)芯片構(gòu)成，因而高速、高精度、低功耗的A/DC設(shè)計(jì)成為采集芯片設(shè)計(jì)
中的重點(diǎn)之一?，F(xiàn)有衡量A/DC的技術(shù)指標(biāo)為轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度，與系統(tǒng)連接 后這兩項(xiàng)指標(biāo)也決定了系統(tǒng)的精度和速度。轉(zhuǎn)換器的這兩項(xiàng)指標(biāo)均與A/DC的位 數(shù)有關(guān)，總的來說，位數(shù)越高，轉(zhuǎn)換器精度越高，但轉(zhuǎn)換速度越慢，小信號(hào)時(shí) 的信噪比越低。傳統(tǒng)的采集芯片只是用提高A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)來達(dá)到所需的輸入 動(dòng)態(tài)范圍和轉(zhuǎn)換精度，但是隨著A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)的提高，其速度越來越慢，小 信號(hào)時(shí)的信噪比也很低。同時(shí)，芯片的成本也會(huì)大幅提高，結(jié)果導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng) 的成本增加，但速度卻降低。因此，在精度和速度之間權(quán)衡成為電氣信號(hào)采集 設(shè)計(jì)中的一大難題。
三、 實(shí)用新型內(nèi)容-
本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種電氣信號(hào)壓縮系f充，其消除了一般采集系統(tǒng)中A/D轉(zhuǎn)換器在輸入信號(hào)邊界值的失真問題，保證
了對各種寬范圍電氣信號(hào)處理的精度和速度，同時(shí)提高了電路的信噪比，從而 很好的解決了電氣信號(hào)處理系統(tǒng)中精度與速度的矛盾。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為
一種電氣信號(hào)壓縮系統(tǒng)，包括A/D轉(zhuǎn)換器，其特征在于在A/D轉(zhuǎn)換器前 設(shè)置有輸入信號(hào)預(yù)處理電路，輸入信號(hào)預(yù)處理電路為對數(shù)壓縮電路，對教壓縮 電路包括對數(shù)放大器。
上述對數(shù)放大器采用芯片為L0G101對數(shù)放大器芯片。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
1、本實(shí)用新型采用對數(shù)放大器對輸入電氣信號(hào)進(jìn)行壓縮，選用的對數(shù)放大 器真有很寬的輸入動(dòng)態(tài)范圍。經(jīng)壓縮后的輸入信號(hào)送入12位的A/D轉(zhuǎn)換器中， 可以產(chǎn)生等價(jià)于20位A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍。該技術(shù)不僅增加了 A/D轉(zhuǎn)換器的 輸入范圍，而且消除了一般A/D轉(zhuǎn)換器在邊界值的失真問題，保證了對各種寬 范圍電氣信號(hào)處理的精度，同時(shí)保持了采集芯片的速度，有效的解決了電氣信 號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的精度與速度的矛盾。
'2、本實(shí)用新型用12位的A/D轉(zhuǎn)換器和輸入信號(hào)預(yù)處理電路(即對數(shù)壓縮 電路)實(shí)現(xiàn)20位A/D轉(zhuǎn)換器的功能，在有效地保證系統(tǒng)精度和速度的同時(shí)大大 降低了采集芯片的成本。
3、本實(shí)用新型選用公司自行研發(fā)的基于IEC6113卜3圖形化編程語言標(biāo)準(zhǔn) 的軟件平臺(tái)進(jìn)行壓縮后的信號(hào)的解壓縮。該軟件含有精確的指數(shù)解壓縮包，不 但口了以精確的還原原始輸入信號(hào)，而且圖形化的操作方式簡單、易用。四、

圖l為本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2為本實(shí)用新型的軟件解壓縮流程圖。
五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型摒棄了現(xiàn)有采集芯片用提高A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)來保證采集精度， 即犧牲系統(tǒng)速度換取系統(tǒng)精度的設(shè)計(jì)方法，而是在A/DC前加高精度、寬輸入動(dòng) 態(tài)信號(hào)范圍的預(yù)處理電路，該預(yù)處理電路完成對各種輸入信號(hào)的壓縮處理，然
后將壓縮后的信號(hào)送入低位A/DC中，用以實(shí)現(xiàn)高位A/DC的精度，并保持速度 不變。經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器后的壓縮信號(hào)進(jìn)入軟件操作平臺(tái)解壓后進(jìn)行處理。信號(hào) 壓縮選用對數(shù)放大器完成，使用芯片為L0G101對數(shù)放大器芯片。信號(hào)的解壓使 用基于IEC61131-3圖形化編程語言標(biāo)準(zhǔn)的軟件平臺(tái)，該軟件平臺(tái)含有指數(shù)解壓 縮包，用以實(shí)現(xiàn)經(jīng)對數(shù)壓縮后電氣信號(hào)的解壓。
參見圖l，輸入的電氣信號(hào)為經(jīng)放大后的交流電壓信號(hào)Vi，該信號(hào)加入一直
流電壓V后再送入電壓一電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，并且極性為正，以滿足 對數(shù)放大器輸入信號(hào)為電流信號(hào)的要求。單極性電流信號(hào)送入對數(shù)放大器進(jìn)行 對數(shù)壓縮，經(jīng)壓縮后的信號(hào)減去原直流信號(hào)后輸出。輸出信號(hào)送入12位的A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制處理。對數(shù)放大器的輸入動(dòng)態(tài)范圍 為7. 5 Decades, 100pA—3. 5mA，因此保證12位的A/D轉(zhuǎn)換器具有等價(jià)于20位 的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入動(dòng)態(tài)范圍；對數(shù)放大器具有很高的精度，保證了采集系統(tǒng) 的高精度；選用的A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)沒有變化，因此系統(tǒng)速度不會(huì)下降，并且大 大降低了成本。參見圖2， A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)可以根據(jù)所需精確度；為了保證數(shù)據(jù)精確度及 解壓速度，采用映像方式建立解壓矩陣，使之每一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換值對應(yīng)一個(gè)矩 陣元素，該矩陣元素值就是解壓結(jié)束數(shù)據(jù)；直接解壓數(shù)據(jù)為無符號(hào)整數(shù)，若要 變換為真實(shí)的物理量，還需對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定方式因系統(tǒng)而異。
權(quán)利要求1、一種電氣信號(hào)壓縮系統(tǒng)，包括A/D轉(zhuǎn)換器，其特征在于在A/D轉(zhuǎn)換器前設(shè)置有輸入信號(hào)預(yù)處理電路，輸入信號(hào)預(yù)處理電路為對數(shù)壓縮電路，對數(shù)壓縮電路包括對數(shù)放大器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電氣信號(hào)壓縮系統(tǒng)，其特征在于所述對數(shù)放大器采用芯片為L0G101對數(shù)放大器芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電氣信號(hào)壓縮系統(tǒng)，其消除了一般采集系統(tǒng)中A/D轉(zhuǎn)換器在輸入信號(hào)邊界值的失真問題，保證了對各種寬范圍電氣信號(hào)處理的精度和速度，同時(shí)提高了電路的信噪比，從而很好的解決了電氣信號(hào)處理系統(tǒng)中精度與速度的矛盾。本實(shí)用新型包括A/D轉(zhuǎn)換器，在A/D轉(zhuǎn)換器前設(shè)置有輸入信號(hào)預(yù)處理電路，輸入信號(hào)預(yù)處理電路為對數(shù)壓縮電路，對數(shù)壓縮電路包括對數(shù)放大器，對數(shù)放大器采用芯片為LOG101對數(shù)放大器芯片。
文檔編號(hào)H03M1/06GK201315576SQ200820228499
公開日2009年9月23日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者楊延飛, 楊永峰 申請人:西安永瑞自動(dòng)化有限公司