CN209590112U - 一种去除死区电压的小信号检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及去除死区电压的小信号检测电路，包括带ADC检测功能的MCU主控模块、为MCU主控模块提供电压的LDO模块、第一偏置电压电阻、第二偏置电压电阻和电流采样电阻；LDO模块、第一偏置电压电阻、第二偏置电压电阻、电流采样电阻和MCU主控模块依次电连接构回路；电流采样电阻与第二偏置电压电阻电连接一端电连接有采样电流输入端；第二偏置电压电阻与第一偏置电压电阻电连接一端与MCU主控模块的ADC端电连接；通过第一偏置电压电阻和第二偏置电压电阻分压产生一个偏置电压，采用伪差分方式来采集小信号，相对传统直接采集信号量对单片机地的方式成本及资料开销一样，但检测小信号结果要比传统检测方式的精度更高、一致性更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及小电流信号检测技术领域，更具体地说，涉及一种去除死区电压的小信号检测电路。
背景技术
传统检测小信号方法一般是直接采集信号量对单片机地的电压来与理论的AD值作比较。而一般芯片的ADC检测都有检测盲区，也就是俗称的死区电压(OFFSEN)。一般死区电压为正负2-3mv，而这对于一些小信号来说是非常大的。这样的检测方法检测小信号出来的结果误差很大，而且一致性很差。当然如果采用精度更高的ADC来检测，也可以解决这种问题，但是成本就增加了很多。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种去除死区电压的小信号检测电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种去除死区电压的小信号检测电路，其中，包括带ADC检测功能的MCU主控模块、为所述MCU主控模块提供电压的LDO模块、第一偏置电压电阻、第二偏置电压电阻和电流采样电阻；所述LDO模块、所述第一偏置电压电阻、所述第二偏置电压电阻、所述电流采样电阻和所述MCU主控模块依次电连接构回路；所述电流采样电阻与所述第二偏置电压电阻电连接一端电连接有采样电流输入端；所述第二偏置电压电阻与所述第一偏置电压电阻电连接一端与所述MCU主控模块的ADC端电连接。
本实用新型所述的去除死区电压的小信号检测电路，其中，所述回路中，设置有与所述第二偏置电压电阻以及所述电流采样电阻并联的滤波电容。
本实用新型所述的去除死区电压的小信号检测电路，其中，所述电流采样电阻与所述MCU主控模块电连接一端接地。
本实用新型所述的去除死区电压的小信号检测电路，其中，所述第一偏置电压电阻为可调电阻。
本实用新型所述的去除死区电压的小信号检测电路，其中，所述第二偏置电压电阻为可调电阻。
一种去除死区电压的小信号检测方法，根据上述的去除死区电压的小信号检测电路，其实现方法如下：
所述MCU主控模块通过ADC端采集所述采样电流输入模块无输入电流状态下的第一信号量，并保存；
所述MCU主控模块通过ADC端采集所述采样电流输入模块有输入电流状态下的第二信号量，并保存；
所述MCU主控模块根据所述第一信号量和所述第二信号量的差值计算得到所述采用电流输入模块输入的电流大小和电流方向。
本实用新型所述的去除死区电压的小信号检测方法，其中，在所述采样电流输入模块无输入电流状态下，通过调节所述第一偏置电压电阻和/或所述第二偏置电压电阻阻值，调节所述MCU主控模块的ADC采集线性及精度区间。
本实用新型的有益效果在于：MCU主控模块通过ADC端采集采样电流输入模块无输入电流状态下的第一信号量并保存，MCU主控模块通过ADC端采集采样电流输入模块有输入电流状态下的第二信号量并保存，通过第一偏置电压电阻和第二偏置电压电阻分压产生一个偏置电压，采用伪差分方式来采集小信号，MCU主控模块根据第一信号量和第二信号量的差值即可计算得到采用电流输入模块输入的电流大小和电流方向，相对传统直接采集信号量对单片机地的方式成本及资料开销一样，但检测小信号结果要比传统检测方式的精度更高、一致性更好。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1是本实用新型较佳实施例的去除死区电压的小信号检测电路电路图；
图2是本实用新型较佳实施例的去除死区电压的小信号检测方法流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
本实用新型较佳实施例的去除死区电压的小信号检测电路，如图1所示，包括带ADC检测功能的MCU主控模块1、为MCU主控模块1提供电压的LDO模块2、第一偏置电压电阻3、第二偏置电压电阻4和电流采样电阻5；LDO模块2、第一偏置电压电阻3、第二偏置电压电阻4、电流采样电阻5和MCU主控模块1依次电连接构回路；电流采样电阻5与第二偏置电压电阻4电连接一端电连接有采样电流输入端6；第二偏置电压电阻4与第一偏置电压电阻3电连接一端与MCU主控模块1的ADC端电连接；
MCU主控模块1通过ADC端采集采样电流输入模块6无输入电流状态下的第一信号量并保存，MCU主控模块1通过ADC端采集采样电流输入模块6有输入电流状态下的第二信号量并保存，通过第一偏置电压电阻3和第二偏置电压电阻4分压产生一个偏置电压，采用伪差分方式来采集小信号，MCU主控模块1根据第一信号量和第二信号量的差值即可计算得到采用电流输入模块输入的电流大小和电流方向，相对传统直接采集信号量对单片机地的方式成本及资料开销一样，但检测小信号结果要比传统检测方式的精度更高、一致性更好。
优选的，回路中，设置有与第二偏置电压电阻4以及电流采样电阻5并联的滤波电容7；保障检测稳定性。
优选的，电流采样电阻5与MCU主控模块1电连接一端接地。
优选的，第一偏置电压电阻3为可调电阻，便于通过调节第一偏置电压电阻3阻值，调节MCU主控模块1的ADC采集线性及精度最好的区间去检测，进一步提高检测结果的精度和一致性。
优选的，第二偏置电压电阻4为可调电阻，便于通过调节第二偏置电压电阻4阻值，调节MCU主控模块1的ADC采集线性及精度最好的区间去检测，进一步提高检测结果的精度和一致性。
一种去除死区电压的小信号检测方法，根据上述的去除死区电压的小信号检测电路，如图2所示，其实现方法如下：
S01：MCU主控模块通过ADC端采集采样电流输入模块无输入电流状态下的第一信号量，并保存；
S02：MCU主控模块通过ADC端采集采样电流输入模块有输入电流状态下的第二信号量，并保存；
S03：MCU主控模块根据第一信号量和第二信号量的差值计算得到采用电流输入模块输入的电流大小和电流方向。
优选的，在采样电流输入模块无输入电流状态下，通过调节第一偏置电压电阻和/或第二偏置电压电阻阻值，调节MCU主控模块的ADC采集线性及精度最好的区间去检测，进一步提高检测结果的精度和一致性。
示例说明：
步骤1：系统上电时，MCU先通过ADC检测系统没有信号输入时的信号量，如果不考虑器件误差，也可通过理论计算后写入系统保存下来。例如：LDO输出为3.3V,R1＝43K,R2＝2K,R3＝0.01R。
理论计算如下：R3无信号输入时，R3上的电压可以近似0V,
Vadc＝3.3V*2/(43+2)＝0.147V
此时MCU的ADC输入信号量为0.147V,这是MCU检测的ADC就是无信号输入时的信号量。
步骤2：当有1A的采样电流流入时，此时MCU检测到的信号就是无信号输入时的信号量的基础上叠加了1A电流的信号量，至于这个信号量是增大还是减小取决于采样电流的方向。
Vr3＝0.01*1＝0.01V
当电流输入的是+1A:Vadc＝0.147-0.01＝0.137V
当电流输入的是-1A:Vadc＝0.147+0.01＝0.157V
步骤3：MCU将两次的ADC采样结果做差值，就可以知道此时电流的大小及方向了。
本实用新型方法因为输入信号量大，可以脱离ADC的检测死区，检测精度完全取决于ADC的精度，而且可以通过调整R1&R2的阻值来将采样信号调整到ADC线性度最好的区间。所以本实用新型方法针对这种小信号采集，要比传统检测方式的精度更高、一致性更好，而且不增加额外的成本。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种去除死区电压的小信号检测电路，其特征在于，包括带ADC检测功能的MCU主控模块、为所述MCU主控模块提供电压的LDO模块、第一偏置电压电阻、第二偏置电压电阻和电流采样电阻；所述LDO模块、所述第一偏置电压电阻、所述第二偏置电压电阻、所述电流采样电阻和所述MCU主控模块依次电连接构回路；所述电流采样电阻与所述第二偏置电压电阻电连接一端电连接有采样电流输入端；所述第二偏置电压电阻与所述第一偏置电压电阻电连接一端与所述MCU主控模块的ADC端电连接。
2.根据权利要求1所述的去除死区电压的小信号检测电路，其特征在于，所述回路中，设置有与所述第二偏置电压电阻以及所述电流采样电阻并联的滤波电容。
3.根据权利要求1或2所述的去除死区电压的小信号检测电路，其特征在于，所述电流采样电阻与所述MCU主控模块电连接一端接地。
4.根据权利要求1所述的去除死区电压的小信号检测电路，其特征在于，所述第一偏置电压电阻为可调电阻。
5.根据权利要求1所述的去除死区电压的小信号检测电路，其特征在于，所述第二偏置电压电阻为可调电阻。
Priority Applications (1)
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| CN201822267793.XU CN209590112U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种去除死区电压的小信号检测电路 |
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| CN201822267793.XU CN209590112U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种去除死区电压的小信号检测电路 |
Publications (1)
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| CN209590112U true CN209590112U (zh) | 2019-11-05 |
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| CN201822267793.XU Active CN209590112U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种去除死区电压的小信号检测电路 |
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| CN (1) | CN209590112U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109521256A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 合肥市芯海电子科技有限公司 | 一种去除死区电压的小信号检测电路及方法 |
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