檔位自適應(yīng)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將物理信號轉(zhuǎn)換成電信號時(shí)所用的數(shù)據(jù)處理裝置，尤其涉及一種檔位自適應(yīng)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]物理信號需要通過傳感器轉(zhuǎn)化成電信號，以便于信號調(diào)理、采樣、量化、處理。
[0003]為了能夠得到更高的測量精度，一方面需要選擇高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，另一方面需要設(shè)定一個(gè)合適的測量范圍，能夠使被測信號的峰值接近ADC的最大量程，這樣可以提高模擬信號的數(shù)值量化精度，對于傳統(tǒng)的模擬通道都是固定的測量范圍，如果測量范圍較大，則對小信號的測量不夠精確，如果測量范圍較小，則對大信號無法測量，出現(xiàn)飽和失真現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述所述問題，本發(fā)明提供一種檔位自適應(yīng)采集裝置，能夠通過對周期性信號檢測識(shí)別，根據(jù)不同的變化范圍，自動(dòng)切換檔位，以提高測量精確度，減少失真現(xiàn)象。
[0005]—種檔位自適應(yīng)采集裝置，包括帶有接收模擬輸入信號的信號輸入接口的模擬調(diào)理電路模塊、對經(jīng)所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第一檔位數(shù)據(jù)的第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊及對經(jīng)所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第二檔位數(shù)據(jù)的第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊、對所述第一檔位數(shù)據(jù)及第二檔位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行數(shù)字量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、對經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字量化后的數(shù)字信號進(jìn)行邏輯處理并輸出合適檔位數(shù)據(jù)的邏輯處理模塊；所述邏輯處理模塊包括對模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)序控制盒數(shù)據(jù)采集并揭示出第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、對第一檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、對第二檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、與所屬數(shù)據(jù)采集模塊相連并解析出緩存周期內(nèi)所述第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)中的最大數(shù)據(jù)值的最大值采樣保持器以及與所述最大值采樣保持器相連的與所述第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊及所述第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存周期同步的緩存周期計(jì)數(shù)器、對最大值采樣保持器采樣到的數(shù)據(jù)最大值進(jìn)行分析比較并輸出數(shù)據(jù)選擇控制信號的檔位選擇比較器、按照數(shù)據(jù)選擇控制信號輸出檔位數(shù)據(jù)中最合適的檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)選擇模塊。
[0006]采用本發(fā)明的檔位自適應(yīng)采集裝置，能夠通過對周期性信號檢測識(shí)別，根據(jù)不同的變化范圍，自動(dòng)切換檔位，大大提高測量精確度，有效減少失真現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖示意圖；
[0008]圖2是帶有信號示意標(biāo)示的前期信號采集調(diào)理示意圖；
[0009]圖3是帶有信號示意標(biāo)示的信號后期邏輯處理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，本發(fā)明的一種檔位自適應(yīng)采集裝置，包括帶有接收模擬輸入信號的信號輸入接口的模擬調(diào)理電路模塊、對所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第一檔位數(shù)據(jù)的第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊及對所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第二檔位數(shù)據(jù)的第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊、對所述第一檔位數(shù)據(jù)及第二檔位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行數(shù)字量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、對模數(shù)轉(zhuǎn)換器量化后的數(shù)字信號進(jìn)行邏輯處理并輸出合適檔位數(shù)據(jù)的邏輯處理模塊；所述邏輯處理模塊包括對模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)序控制盒數(shù)據(jù)采集并揭示出第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、對第一檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、對第二檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、與所屬數(shù)據(jù)采集模塊相連并解析出緩存周期內(nèi)所述第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)中的最大數(shù)據(jù)值的最大值采樣保持器以及與所述最大值采樣保持器相連的與所述第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊及所述第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存周期同步的緩存周期計(jì)數(shù)器、對最大值采樣保持器采樣到的數(shù)據(jù)最大值進(jìn)行分析比較并輸出數(shù)據(jù)選擇控制信號的檔位選擇比較器、按照數(shù)據(jù)選擇控制信號輸出檔位數(shù)據(jù)中最合適的檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)選擇模塊。一種檔位自適應(yīng)采集裝置，包括帶有接收模擬輸入信號的信號輸入接口的模擬調(diào)理電路模塊、對經(jīng)所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第一檔位數(shù)據(jù)的第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊及對經(jīng)所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第二檔位數(shù)據(jù)的第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊、對所述第一檔位數(shù)據(jù)及第二檔位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行數(shù)字量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、對經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字量化后的數(shù)字信號進(jìn)行邏輯處理并輸出合適檔位數(shù)據(jù)的邏輯處理模塊；所述邏輯處理模塊包括對模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)序控制盒數(shù)據(jù)采集并揭示出第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、對第一檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、對第二檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、與所屬數(shù)據(jù)采集模塊相連并解析出緩存周期內(nèi)所述第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)中的最大數(shù)據(jù)值的最大值采樣保持器以及與所述最大值采樣保持器相連的與所述第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊及所述第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存周期同步的緩存周期計(jì)數(shù)器、對最大值采樣保持器采樣到的數(shù)據(jù)最大值進(jìn)行分析比較并輸出數(shù)據(jù)選擇控制信號的檔位選擇比較器、按照數(shù)據(jù)選擇控制信號輸出檔位數(shù)據(jù)中最合適的檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)選擇模塊。
[0011]具體地說，如圖2和圖3所示，輸入信號經(jīng)過模擬調(diào)理電路模塊進(jìn)行信號初步調(diào)理轉(zhuǎn)換輸出Vol (t)，分別與第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊、第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊連接，第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生Vol(t)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器其中一個(gè)模擬通道相連，第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生Vo2 (t)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器另一個(gè)模擬通道相連，經(jīng)過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器量化產(chǎn)生數(shù)字信號D12傳輸給邏輯處理模塊進(jìn)行邏輯處理。邏輯處理模塊對第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)數(shù)值量進(jìn)行緩存和數(shù)據(jù)檢測比較，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)選擇模塊，選擇合適的檔位數(shù)據(jù)輸出Data。
[0012]其中，模擬調(diào)理電路模塊只對輸入信號進(jìn)行初級調(diào)理、模擬濾波和放大處理產(chǎn)生。
[0013]第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊首先對VI (t)進(jìn)行二級Sallen-key濾波，模擬放大、信號鉗位，然后和模數(shù)轉(zhuǎn)換器模擬接口電路連接。
[0014]第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊首先對VI (t)進(jìn)行二級Sallen-key濾波，模擬衰減，然后和模數(shù)轉(zhuǎn)換器模擬接口電路連接。
[0015]模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換功能。
[0016]數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對ADC的時(shí)序控制和數(shù)據(jù)采集，解析出第一檔位數(shù)據(jù)D1和第二檔位數(shù)據(jù)D2，分別通過第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊和第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊對D1/D2進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，D1/D2還與最大值采樣保持器相連，解析出緩存周期內(nèi)最大值Dmax，第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊及緩存周期計(jì)數(shù)器的緩存周期Cnt_en同步一致，檔位選擇比較器在對Dmax進(jìn)行分析比較輸出數(shù)據(jù)選擇控制信號SW_en，控制數(shù)據(jù)選擇模塊選擇合適的檔位通道數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。
[0017]采用本發(fā)明的檔位自適應(yīng)采集裝置，能夠通過對周期性信號檢測識(shí)別，根據(jù)不同的變化范圍，自動(dòng)切換檔位，大大提高測量精確度，有效減少失真現(xiàn)象。
[0018]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檔位自適應(yīng)采集裝置，其特征在于，所述檔位自適應(yīng)采集裝置包括帶有接收模擬輸入信號的信號輸入接口的模擬調(diào)理電路模塊、對經(jīng)所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第一檔位數(shù)據(jù)的第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊及對經(jīng)所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第二檔位數(shù)據(jù)的第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊、對所述第一檔位數(shù)據(jù)及第二檔位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行數(shù)字量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、對經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字量化后的數(shù)字信號進(jìn)行邏輯處理并輸出合適檔位數(shù)據(jù)的邏輯處理模塊； 所述邏輯處理模塊包括對模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行時(shí)序控制盒數(shù)據(jù)采集并揭示出第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集模塊、對第一檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、對第二檔位數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊、與所屬數(shù)據(jù)采集模塊相連并解析出緩存周期內(nèi)所述第一檔位數(shù)據(jù)和第二檔位數(shù)據(jù)中的最大數(shù)據(jù)值的最大值采樣保持器以及與所述最大值采樣保持器相連的與所述第一檔位數(shù)據(jù)緩存模塊及所述第二檔位數(shù)據(jù)緩存模塊的緩存周期同步的緩存周期計(jì)數(shù)器、對最大值采樣保持器采樣到的數(shù)據(jù)最大值進(jìn)行分析比較并輸出數(shù)據(jù)選擇控制信號的檔位選擇比較器、按照數(shù)據(jù)選擇控制信號輸出檔位數(shù)據(jù)中最合適的檔位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)選擇模塊。
【專利摘要】一種檔位自適應(yīng)采集裝置，包括帶有接收模擬輸入信號的信號輸入接口的模擬調(diào)理電路模塊、對所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第一檔位數(shù)據(jù)的第一檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊及對所述模擬調(diào)理電路模塊初步調(diào)理后的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并得到第二檔位數(shù)據(jù)的第二檔位模擬轉(zhuǎn)換模塊、對所述第一檔位數(shù)據(jù)及第二檔位數(shù)據(jù)分別進(jìn)行數(shù)字量化的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、對模數(shù)轉(zhuǎn)換器量化后的數(shù)字信號進(jìn)行邏輯處理并輸出合適檔位數(shù)據(jù)的邏輯處理模塊。采用本實(shí)用新型的檔位自適應(yīng)采集裝置，能夠通過對周期性信號檢測識(shí)別，根據(jù)不同的變化范圍，自動(dòng)切換檔位，大大提高測量精確度，有效減少失真現(xiàn)象。
【IPC分類】H03M1/12
【公開號】CN204993309
【申請?zhí)枴緾N201520774826
【發(fā)明人】王振江, 陳磊, 杜龍強(qiáng), 喻建國
【申請人】杭州銳達(dá)數(shù)字技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月7日