CN113904684B - 一种测量adc的电阻网络电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量ADC的电阻网络电路，包括：上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络和SOC，其中，所述上臂电阻网络包括：上臂左支路电阻网络和上臂右支路电阻网络，所述下臂电阻网络包括：下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络，所述电桥网络包括：电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络；所述SOC具有ADC通道0输入端口AIP0和AIN0，且所述SOC分别通过AIP0和AIN0耦接跳帽J1和跳帽J2。本发明与通过滑动变阻器提供的信号相比，本发明中的电阻从毫欧级到兆级都会有用到，滑动变租器调节的阻值没那么精细，本发明的电阻阻值稳定测量效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种ADC测量技术领域，具体为一种测量ADC的电阻网络电路。
背景技术
目前无论是通用MCU、SOC或者专用的MCU、SOC都少不了ADC模块，对于差分输入范围在-vref-vref的微弱信号精准测量更是尤为困难；
对于测量ADC的电路，目前采用的方法为通过滑动变阻器改变电阻阻值，实现差分信号的调节，目前的方法存在着如下方面的缺陷：
第一，滑动变阻器无法提供微弱的差分信号源，而且滑动变阻器提供的电阻阻值不够精细，无法精确的对共模信号以及差分信号进行调节，导致ADC测量效果不好；
第二，在测量微弱信号时，滑动变阻器所提供的电阻精度不够，在通过滑动变阻器调节电阻阻值时，电阻阻值不够稳定，容易带来信号干扰，不利于用于测试范围从-vref-vref的ADC；
第三，针对不同的差分信号，通过电桥网络计算出来的阻值不一定刚好为标准阻值，如果使用单一电阻网路没办法满足精确的输入信号要求，另外，当测试项需要复测时，频繁焊接不同电阻操作起来比较麻烦，而且每次焊接来回焊接电阻容易引入新的微弱信号误差；
基于现状，现有技术已经不能满足现阶段人们的需求，急需对现有技术进行改革。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量ADC的电阻网络电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：
一种测量ADC的电阻网络电路，包括：上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络、跳帽和SOC；
优选的，所述上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络并联连接，且下臂电阻网络与电桥网络耦接的两路并联支路中具有2组耦接点（N1和N3、N2和N4），所述SOC通过耦接所述耦接点（N1和N3、N2和N4）与上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络耦接。
所述上臂电阻网络包括上臂左支路电阻网络和上臂右支路电阻网络，且所述上臂左支路电阻网络和上臂右支路电阻网络均由N（大于2）组并联连接的电阻分别串联连接N（大于2）组开关组成，且每一组电阻由串联连接的两个电阻组成；
优选的，所述上臂左支路电阻网络与上臂右支路电阻网络之间并联连接电阻R1、R2、R3和R4；
所述下臂电阻网络包括下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络，且所述下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络均由N（大于2）组并联连接的电阻分别串联连接N（大于2）组开关组成，且每一组电阻由串联连接的两个电阻组成；
优选的，所述下臂左支路电阻网络与下臂右支路电阻网络之间并联连接电阻R9、R10、R11和R12；
优选的，所述电阻R1、R2、R3、R4、R9、R10、R11、R12均采用阻值为4.7K且精度为1%的电阻；
所述电桥网络包括电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络，所述电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络均由N（大于2）组并联连接的电桥分别串联连接N（大于2）组开关组成，所述电桥左支路电阻网络与电桥右支路电阻网络之间并联连接调节信号电阻R5、R6、R7和R8；
优选的，所述上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络模拟组成一个压力传感器，且所述SOC通过LDO输出电压LDOVS为所述压力传感器提供电压；
优选的，所述SOC具有ADC通道0输入端口AIP0和AIN0，且所述SOC分别通过AIP0和AIN0耦接跳帽J1和跳帽J2，所述跳帽J1具有跳帽点J1.1、J1.2和J1.3，且所述跳帽J2具有跳帽点J2.1、J2.2和J2.3，所述跳帽J1和跳帽J2能够通过结合跳帽点选择性的耦接下臂电阻网络与电桥网络耦接的两路并联支路中的2组耦接点（N1和N3、N2和N4）。
有益效果：
（1）本发明模拟压力传感器的电桥网络，其中，本发明设有上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络，所有网络中用的电阻均是0402 1%精度的电阻，阻值均为标准阻值，能够满足非标电阻的要求，复测时，无需频繁焊接不同电阻，只需要并联连接所需的电阻网络支路，并跳上开关即可满足需求，可以避免滑动变阻器调节电阻时带来的干扰信号；
（2）本发明结构不仅可以提供微弱的差分信号源，还可通过上臂电阻网络与下臂电阻网络并联相应电阻支路对共模以及差分信号进行调节，同时两路信号可以互相反接，对于测试范围从-vref-vref的ADC，测量效果精准且非常方便有效可靠；
（3）本发明与通过滑动变阻器提供的信号相比，由于上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络中的电阻从毫欧级到兆级都会有用到，滑动变租器调节的阻值没那么精细，本发明的电阻阻值比较稳定，测量效果好。
附图说明
图1为本发明整体电阻网络的电路框图示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1，本发明提供如下技术方案一种测量ADC的电阻网络电路，包括：上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络、跳帽和SOC；
所述上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络并联连接，且下臂电阻网络与电桥网络耦接的两路并联支路中具有2组耦接点（N1和N3、N2和N4），所述SOC通过耦接所述耦接点（N1和N3、N2和N4）与上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络耦接；
所述上臂电阻网络包括上臂左支路电阻网络和上臂右支路电阻网络，且所述上臂左支路电阻网络和上臂右支路电阻网络均由N（大于2）组并联连接的电阻分别串联连接N（大于2）组开关组成，且每一组电阻由串联连接的两个电阻组成；所述上臂左支路电阻网络与上臂右支路电阻网络之间并联连接电阻R1、R2、R3和R4；
所述下臂电阻网络包括下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络，且所述下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络均由N（大于2）组并联连接的电阻分别串联连接N（大于2）组开关组成，且每一组电阻由串联连接的两个电阻组成；所述下臂左支路电阻网络与下臂右支路电阻网络之间并联连接电阻R9、R10、R11和R12；
所述电阻R1、R2、R3、R4、R9、R10、R11、R12均采用阻值为4.7K且精度为1%的电阻；
作为本发明实施例的一种可选实施方式，对于差分信号的调节，可以通过电阻R1、R2、R3、R4并联连接上臂左支路电阻网络或上臂右支路电阻网络的其中的几路电阻支路来调节；也可以通过电阻R9、R10、R11、R12并联连接下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络其中的几路电阻支路来调节，并且将并联连接的某几路电阻支路的相应的开关跳上；若R1=R2=R9=R10=4.7K，R3=R4=R11=R12=0， R5=R6=R7=R8=0，则开关K1的支路并联3M阻值（支路两个电阻可以分别为1M和2M）的电阻，假如 LDOVS=2.8V，则N1和N3点的电压为1.4011V，N2和N4点的电压为1.4V，则输入信号为1.1mV。
所述电桥网络包括电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络，所述电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络均由N（大于2）组并联连接的电桥分别串联连接N（大于2）组开关组成，所述电桥左支路电阻网络与电桥右支路电阻网络之间并联连接调节信号电阻R5、R6、R7和R8，且电阻R1、R3、R5、R7、R9和R11为串联连接，且电阻R2、R4、R6、R8、R10和R12为串联连接，且电阻R1、R3、R5、R7、R9和R11并联连接电阻R2、R4、R6、R8、R10和R12；
所述电阻R5、R6、R7、R8串接在电桥网络中间提供初始200mV的微弱信号，当测试时若不需要该初始微弱信号，则将电阻R5、R6、R7、R8直接匹配为0欧姆电阻焊接，不会影响整个压力传感器的工作。
作为本发明实施例的一种可选实施方式，对于共模信号的调节，可以通过并联的上臂电阻网络和下臂电阻网络的对等支路，并且将对应的开关跳上，通过电阻R5、R6、R7、R8及其并联的电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络提供差分信号的调节，若共模信号在1.4V，假如需要共模输入信号为0.4V，则令R1=R2=R9=R10=4.7K，R3=R4=R11=R12=0，R5=R6=27K，R7=R8=1.2K，LDOVS=2.8V，则得到的共模输入信号为0.4V；
所述上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络模拟组成一个压力传感器，且所述SOC通过LDO输出电压LDOVS为所述压力传感器提供电压，所述SOC具有ADC通道0输入端口AIP0和AIN0，且所述SOC分别通过AIP0和AIN0耦接跳帽J1和跳帽J2，所述跳帽J1具有跳帽点J1.1、J1.2和J1.3，且所述跳帽J2具有跳帽点J2.1、J2.2和J2.3，所述跳帽J1和跳帽J2能够通过结合跳帽点选择性的耦接下臂电阻网络与电桥网络耦接的两路并联支路中的2组耦接点（N1和N3、N2和N4）；
作为本发明实施例的一种可选实施方式，对于正负信号的测试，当跳帽J1短接耦接点N1，且跳帽J2短接耦接点N4，测试的是正的信号，只需要将跳帽点J1.1与J1.2短接，且跳帽点J2.2与J2.1短接，则AIP0连接N1耦接点，AIN0连接N4耦接点，输入信号是V=VAIP0-VAIN0=VN1-VN4；当跳帽J1短接耦接点N2，且跳帽J2短接耦接点N3，测试的是负的信号，只需要将跳帽点J1.2与J1.3短接，且将跳帽点J2.2与J2.3短接，则API0连接N2，AIN0连接N3，V=VAIP0-VAIN0=VN3-VN2；
作为本发明实施例的一种可选实施方式，对于初始offset测试，将跳帽J1、J2全部短接起来，具体的，将将跳帽点J1.1、J1.2、J2.1、J2.2全部耦接在一起，则相当于把输入端N1、N2、N3、N4全部短接在一起，再通过提供一个外部短接到某个共模信号下的输入0信号，可以实现进行offset校正。
在使用本装置测试时，根据具体测试要求以及输入信号，通过计算得到上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络中某几路电阻支路的电阻阻值，焊接后即可快速应用，本装置与通过滑动变阻器提供的信号相比，一方面，本装置的电阻阻值比较稳定，由于上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络中的电阻从毫欧级到兆级都会有用到，所以滑动变租器调节的阻值没那么精细；另一方面，本装置可以避免滑动变阻器另外带来的干扰，本装置对于测试微弱信号效果较好。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于，包括：
上臂电阻网络，包括：上臂左支路电阻网络和上臂右支路电阻网络，且所述上臂左支路电阻网络和上臂右支路电阻网络均由多组并联连接的电阻分别串联连接多组开关组成，且每一组电阻由串联连接的两个电阻组成；
下臂电阻网络，包括：下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络，且所述下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络均由多组并联连接的电阻分别串联连接多组开关组成，且每一组电阻由串联连接的两个电阻组成；
电桥网络，包括：电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络，所述电桥左支路电阻网络和电桥右支路电阻网络均由多组并联连接的电桥分别串联连接多组开关组成；
SOC，具有ADC通道0输入端口AIP0和AIN0，且所述SOC分别通过AIP0和AIN0耦接跳帽J1和跳帽J2；
所述上臂电阻网络、下臂电阻网络和电桥网络整体的连接方式为并联连接，且所述上臂电阻网络的上臂左支路电阻网络、下臂电阻网络的下臂左支路电阻网络和电桥网络的电桥左支路电阻网络的连接方式为串联连接，且所述上臂电阻网络的上臂右支路电阻网络、下臂电阻网络的下臂右支路电阻网络和电桥网络的电桥右支路电阻网络的连接方式为串联连接，且所述下臂电阻网络与电桥网络耦接的两路支路中具有2组耦接点N1和N3、N2和N4，其中，所述耦接点N1和N3作为一组与其中的一路支路耦接，所述耦接点N2和N4作为一组与另一路支路耦接，所述SOC通过耦接所述耦接点N1和N3、N2和N4与上臂电阻网络、下臂电阻网络和电桥网络耦接。
2.根据权利要求1所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述上臂左支路电阻网络与上臂右支路电阻网络之间连接电阻R1、R2、R3和R4，其中，所述电阻R1串联电阻R3，所述电阻R2串联电阻R4，且所述电阻R1与电阻R3串联连接后再并联连接电阻R2和R4；且
所述下臂左支路电阻网络与下臂右支路电阻网络之间连接电阻R9、R10、R11和R12，其中，所述电阻R9串联电阻R11，所述电阻R10串联电阻R12，且所述电阻R9与电阻R11串联连接后再并联连接电阻R10和R12；且，
所述电桥左支路电阻网络与电桥右支路电阻网络之间连接调节信号电阻R5、R6、R7和R8，其中，所述电阻R5串联电阻R7，所述电阻R6串联电阻R8，且所述电阻R5与电阻R7串联连接后再并联连接电阻R6和R8；其中，电阻R1、R3、R5、R7、R9和R11为串联连接，且电阻R2、R4、R6、R8、R10和R12为串联连接，且电阻R1、R3、R5、R7、R9和R11并联连接电阻R2、R4、R6、R8、R10和R12。
3.根据权利要求1所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述上臂电阻网络、下臂电阻网络、电桥网络能够模拟组成一个压力传感器，且所述SOC通过LDO输出电压LDOVS为所述压力传感器提供电压。
4.根据权利要求1所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述跳帽J1具有跳帽点J1.1、J1.2和J1.3，且所述跳帽J2具有跳帽点J2.1、J2.2和J2.3。
5.根据权利要求1所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述跳帽J1和跳帽J2通过结合跳帽点选择性的耦接下臂电阻网络与电桥网络耦接的两路并联支路中的耦接点。
6.根据权利要求2所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述电阻R1、R2、R3、R4、R9、R10、R11、R12均采用阻值为4.7K且精度为1%的电阻。
7.根据权利要求2所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述电阻R5、R6、R7、R8串接在电桥网络中间提供初始200mV的微弱信号。
8.根据权利要求2所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：通过所述电阻R1、R2、R3、R4并联连接上臂左支路电阻网络或上臂右支路电阻网络的其中的几路电阻支路，或者通过电阻R9、R10、R11、R12并联连接下臂左支路电阻网络和下臂右支路电阻网络其中的几路电阻支路均能够调节差分信号。
9.根据权利要求5所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述跳帽J1短接耦接点N1，且跳帽J2短接耦接点N4，能够测试正的电压信号V，且V=VAIP0-VAIN0=VN1-VN4；
所述跳帽J1短接耦接点N2，且跳帽J2短接耦接点N3，能够测试负的电压信号-V，且V=VAIP0-VAIN0=VN3-VN2。
10.根据权利要求5所述的一种测量ADC的电阻网络电路，其特征在于：所述跳帽J1、J2全部短接后实现输入端N1、N2、N3、N4全部短接，再通过提供一个外部短接到共模信号下的输入0信号，能够进行offset校正。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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