CN2605703Y - 模数转换电路 - Google Patents
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Abstract
一种八通道高精度同步采样模数转换电路的结构。现有的高精度采样技术中，由于同步采样的通道数不足，给某些自动化测控装置带来不便。本实用新型是在一个电路内集成了八个结构相同的、特性一致的单通道模数转换电路。其中每个通道的模拟输入方式都是双极性全差分输入，其模数转换电路都采用了Sigma－Delta调制和降采样数字滤波技术。所有八个通道的采样动作都在同一时刻开始。能够得到八个通道的模拟信号在同一时刻下转换出的数字信号，其结果的有效精度超过13位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种将模拟信号转换为数字信号的模数转换电路，运用于电子测量或控制装置中。
背景技术
目前各类电子式测量或控制装置都需要使用模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，这个过程称为采样，得到的数字信号称为采样值。
在某些场合中使用的自动化测控装置，要求对多个测点的模拟信号进行精确同步的采样。也就是说，必须得到同一时刻下多个模拟信号的采样值。这样的场合包括三相交流输电系统的线路保护、交流电动机的矢量控制等。
同时，这样的采样过程要求是高精度的。一般说来，采样值有效位数标志了转换电路的精度。目前有效位数超过13位者可以称为高精度模数转换电路。
现有的高精度同步采样模数转换电路都不超过六通道。这对于某些自动化测控装置来说，由于通道数不足而造成测控中诸多不便。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种通道多、精度高的模数转换电路结构。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将八个单通道模数转换电路集成在一个电路内，在同一时刻开始采样，从而实现了八通道采样动作的完全同步；而其中的每个单通道模数转换电路都采用了先进的Sigma-Delta调制和降采样数字滤波技术，真正实现了有效位数超过13位的高精度采样。
本实用新型八个通道的模拟输入是各自独立的双极性全差分输入结构，达到高精度的要求。
上述电路结构该领域技术人员均能方便实施。
本实用新型的有益效果是，可以对多达八个通道的模拟信号进行同步采样，从而可以精确地得到同一时刻各通道的采样结果；采样结果精度高；由于电路采用Sigma-Delta调制方式，采样频率较高，所以外围电路可以采用简单的RC滤波电路作为抗混叠滤波器，并且无须复杂的信号调理和采样保持电路。
附图说明
下面结合附图和实施例子对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型实施例的电路图。
图3是电流信号输入电路图。
图4是电压信号输入电路图。
图5是本实用新型另一实施例的电路图。
图1中(1)是模拟输入P端，(2)是模拟输入N端，(3)是信号调理电路，(4)是增益放大，(5)是2阶Sigma-Delta调制器，(6)是降采样数字滤波，(7)是内部参考电源，(8)是串口或并口数据输出，(9)是外部参考电源，(10)是片外CPU或DSP。
图2中(10)是CPU或DSP，(11)是三相电流互感器，(12)是三相电压互感器，(13)是变压器零序电流互感器，(14)是本实用新型八通道高精度同步采样模数转换电路，(15)是电力变压器线圈，(16)是地线，(17)是A相，(18)是B相，(19)是C相，(20)是温度传感器。
图3、图4中(16)是地线(零线)，(17)是A相。
图5中，(21)是整流电源输入，(22)是控制器，(23)是逆变器，(24)是交流电动机，(25)是转速测量装置。
具体实施方式
如图电路实施，每个通道的模拟输入分别通过P端(1)和N端(2)输入，接入信号调理电路(3)后由增益放大器(4)将信号放大，得到的模拟信号与内部参考电源(7)或外部参考电源(9)相比较，经由2阶Sigma-Delta调制器(5)转换成数字信号，再经过其后的降采样数字滤波电路(6)，得到最后的结果。串口和并口(8)将结果输出。
图2是本实用新型用于电力系统三相交流采样的典型实施例。电路结构如图实施，电力线上的三相电流信号(17、18、19)经过电流互感器(11)加在电阻两端，变成电压信号，经过一个简单的低通滤波电路输入VI1、VI2、VI3的双极性输入端。而电力线上的三相电压信号(17、18、19)经过电压互感器(12)变成低电压信号，再经过一个简单的低通滤波电路输入VV1、VV2、VV3的双极性输入端。电力变压器线圈(15)中的零序电流经过零序电流互感器(13)加在电阻两端，变成电压信号，再经过一个简单的低通滤波电路输入VI4的双极性输入端。温度传感器(20)的直流信号经过去耦电路输入VV4的双极性输入端。本电路(14)的内部基准源接地引脚REFCAP经过外接电容和去耦电容接地。输出信号经过并口或者串口与CPU或DSP(10)连接。此例中所有输入都采用共地方式。
上述实例中的电压和电流通道的输入可以采取双极性输入方式。图3、图4分别描述了上述实例中一个电流通道和一个电压通道采用双极性输入方式的局部电路，其余部分同上例。
图5是本实用新型用于交流电动机矢量控制的实施例。本实用新型电路通过同步地采集交流电动机三相(17、18、19)电流、电压和转速(25)，以及温度信号(20)，接线方式如图1、图2和图3。然后将数据输出到DSP(10)进行计算，从而得到电动机(24)转子的位置信息，进一步输出到控制器(22)，根据一定的控制策略对逆变器(23)发出控制信号，这样最终实现了对电动机的矢量控制。
Claims (2)
1、一种模数转换电路，用于实现将模拟信号转换为数字信号的过程，其特征是：内有8个单通道的模数转换电路，每个通道的模数转换电路都是相同的Sigma-Delta调制和降采样数字滤波电路，其在同一时刻开始采样动作。
2、根据权利要求1所述的模数转换电路，其特征是：其模拟信号输入是双极性全差分输入结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03230194 CN2605703Y (zh) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | 模数转换电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03230194 CN2605703Y (zh) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | 模数转换电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2605703Y true CN2605703Y (zh) | 2004-03-03 |
Family
ID=34165214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 03230194 Expired - Lifetime CN2605703Y (zh) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | 模数转换电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2605703Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100452655C (zh) * | 2005-10-10 | 2009-01-14 | 东南大学 | 自校准多通道模数转换器 |
| CN101753141B (zh) * | 2008-12-17 | 2013-06-05 | 北京谷山丰生物医学技术有限公司 | 一种多通道模数转换数字同步采样方法 |
-
2003
- 2003-04-10 CN CN 03230194 patent/CN2605703Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100452655C (zh) * | 2005-10-10 | 2009-01-14 | 东南大学 | 自校准多通道模数转换器 |
| CN101753141B (zh) * | 2008-12-17 | 2013-06-05 | 北京谷山丰生物医学技术有限公司 | 一种多通道模数转换数字同步采样方法 |
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