RU2422986C1 - Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля - Google Patents
Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422986C1 RU2422986C1 RU2009149736/08A RU2009149736A RU2422986C1 RU 2422986 C1 RU2422986 C1 RU 2422986C1 RU 2009149736/08 A RU2009149736/08 A RU 2009149736/08A RU 2009149736 A RU2009149736 A RU 2009149736A RU 2422986 C1 RU2422986 C1 RU 2422986C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adc
- channel
- input
- signals
- measurement
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерений сигналов с постоянной составляющей, в том числе для учета электрической энергии. Техническим результатом является повышение точности измерения сигналов с постоянной составляющей. Целью изобретения является обеспечение высокой точности измерения электрических сигналов с постоянной составляющей для учета электрической энергии и в других областях, связанных с измерением сигналов с постоянной составляющей. Указанная цель достигается применением схемы коррекции смещения нуля в реальном масштабе времени, основанной на использовании двухканального АЦП и системы аналоговых электронных ключей, управляемых процессором, осуществляющим ввод данных с многоканального АЦП. 1 ил.
Description
Изобретение относится к системам aналого-цифрового преобразования.
Наиболее близкими к заявленному устройству является Схема обработки сигнала с тензодатчика. Патент на изобретение №2265229, 14.10.2003, содержащая источник опорною напряжения, АЦП, измерительный усилитель, схему коррекции дрейфа нуля, схему анализа нажатия на тензодатчик. С целью повышения точности измерений устройство содержит аналоговую схему коррекции смещения нуля, обеспечивающую корректировку дрейфа нуля измерительного усилителя. Процесс измерения ошибки смещения нуля запускается схемой анализа нажатия на тензодатчик при отсутствии нажатия. Полученное значение напряжения смещения запоминается на конденсаторах в виде уровня напряжения и при нажатии на тензодатчик вычитается из измеряемого сигнала в измерительном усилителе.
Основные недостатки устройства следующие:
- невозможность работы с непрерывными сигналами ввиду необходимости периодической подачи на измерительный вход сигнала нулевого уровня для вычисления ошибки смещения вместо измеряемого сигнала;
- коррекция смещения производится только для измерительного усилителя и не производит соответствующей корректировки аналоговых цепей АЦП;
- схема корректировки смещения является аналоговой и вносит свою ошибку смещения нуля.
Целью изобретения является снижение погрешности аналого-цифрового преобразования непрерывного сигнала с постоянной составляющей за счет проведения калибровки смещения нуля в реальном времени.
Указанная цель достигается применением двухканального или многоканального АЦП с дифференциальными входами в составе аппаратно-программной измерительной системы, работающих синхронно, в том числе конвейерного и сигма-дельта типов. В состав устройства входят также набор дополнительных электронных аналоговых ключей, управляемых процессором, и управляющий процессор. При этом оба канала АЦП через электронные ключи подключены к одному источнику сигнала.
Устройство имеет два основных рабочих цикла. В первом цикле ввод данных осуществляется вторым каналом АЦП. Первый канал АЦП отключается от входного сигнала разомкнутыми входными ключами, и его дифференциальные входы оказываются замкнутыми между собой шунтирующим ключом, чем достигается нулевой уровень на входе АЦП благодаря равенству потенциалов на прямом и инверсном входах. Процессор ждет, пока данные на выходе первого канала АЦП не установятся, затем производит измерение смещения нуля первого канала и полученное значение сохраняет в памяти для дальнейшего использования при программной корректировке ошибки смещения при измерении полезного сигнала. При этом второй канал АЦП производит непрерывный ввод данных. После получения значения смещения нуля размыкается шунтирующий ключ, а через замкнутые входные ключи на первый канал начинает поступать полезный сигнал. Спустя время восстановления данных АЦП первого канала устройство переходит ко второму циклу и процессор возобновляет ввод данных с первого канала, а во втором канале аналогичным образом производится измерение ошибки смещения,
На чертеже представлена структурная схема устройства. Входной дифференциальный сигнал поступает на входы 1 и 2. Электронные аналоговые ключи 3, 4, 7 и 8 управляются от процессора по линиям 5, 6, 9 и 10 соответственно. Линии 11, 12 и 13, 14 подключены к дифференциальным входам первого и второго каналов АЦП 15. АЦП связан цифровым интерфейсом 16 с процессором 17 для передачи преобразованных в цифровую форму входных аналоговых данных.
Устройство работает следующим образом.
Аналоговый дифференциальный сигнал поступает на входы 1 и 2 и в режиме измерения проходит через замкнутые ключи на входы 11 и 12 первого канала АЦП и на входы 13 и 14 второго канала АЦП.
Во время первого цикла производится измерение смещения нуля первого канала. Ключ 3 размыкается, отключая вход АЦП от источника сигнала, а ключ 7 замыкается, обеспечивая нулевой уровень сигнала на входе АЦП. Спустя время, необходимое для установления действительных данных на выходе первого канала АЦП, которое определяется типом применяемого АЦП, процессор считывает данные и сохраняет их в памяти как ошибку смещения нуля, которая будет использована для коррекции смещения входного сигнала в режиме измерения первым каналом. Далее ключ 7 размыкается, а ключ 3 замыкается, и спустя время установления АЦП процессор начинает вводить входной сигнал через первый канал и вычитать из него при этом сохраненную в памяти ошибку смещения нуля первого канала программно. Процедура повторяется для второго канала, в котором разомкнутый ключ 4 отключает второй капал от источника сигнала, а замкнутый ключ 8 обеспечивает нулевой уровень на входе АЦП.
Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения электрической энергии постоянного тока и других сигналов с постоянной составляющей за счет проведения калибровки смещения нуля в реальном времени с применением высокоточных АЦП.
Источники информации
1. Патент на изобретение №2265229, 14.10.2003. Схема обработки сигнала с тензодатчика / А.Н.Тявин.
Claims (1)
- Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля, состоящее из двухканального АЦП, между дифференциальными входами каждого канала которого включены шунтирующие ключи для обеспечения нулевого уровня на входе, а также двух входных двухканальных ключей, обеспечивающих подключение обоих каналов АЦП к одному дифференциальному источнику сигнала поочередно с помощью процессора обработки сигналов с программным обеспечением, отличающееся тем, что позволяет производить измерение смещения пуля АЦП, не прерывая ввода аналоговых сигналов, обеспечивая работу с АЦП любого типа, в том числе и конвейерного и сигма-дельта, и позволяет повысить точность измерения сигналов с постоянной составляющей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009149736/08A RU2422986C1 (ru) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009149736/08A RU2422986C1 (ru) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2422986C1 true RU2422986C1 (ru) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009149736/08A RU2422986C1 (ru) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422986C1 (ru) |
-
2009
- 2009-12-30 RU RU2009149736/08A patent/RU2422986C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1531334A3 (en) | Electrical power measuring devices | |
CN106027050A (zh) | 一种使用开环增益级的流水线逐次逼近式模数转换器 | |
CN102620862B (zh) | 一种温度校验仪 | |
KR101234879B1 (ko) | 전력산출 장치 및 방법 | |
CN101738593A (zh) | 一种标准电能表及其采样信号的修正方法 | |
CN202748313U (zh) | 能见度检测仪器的误差检测消除系统 | |
CN201382997Y (zh) | 直流电源检测装置 | |
CN102520384A (zh) | 数字输出电子式互感器转换延时的测试方法 | |
CN108061823A (zh) | 动态双极性脉冲法地下水四电极电导率监测仪器及方法 | |
US8670124B2 (en) | Apparatus and method for converting sensor input signals into digital output signals | |
RU2422986C1 (ru) | Устройство для ввода аналоговых сигналов с коррекцией смещения нуля | |
CN210243723U (zh) | 用于光采样的示波器 | |
Volkers et al. | The influence of source impedance on charge amplifiers | |
TWI477754B (zh) | 壓力偵測電路 | |
CN208874546U (zh) | 基于电流注入的电桥电路零位偏置在线校正电路 | |
CN103163924A (zh) | SoC芯片及其运放失调电压的补偿方法和补偿装置 | |
CN113346902B (zh) | 基于tiadc复合输出的全数字校准结构及其校准方法 | |
CN105509851B (zh) | 一种自调整测量精度电子秤 | |
CN102636696B (zh) | 一种开关电容型模数转换器输入阻抗的测试方法 | |
CN201421375Y (zh) | 一种新型的智能温度变送器 | |
JP2015129657A (ja) | 測定装置 | |
KR20080107179A (ko) | 수위 측정 장치 | |
CN204116585U (zh) | 基于卫星导航系统的电压精密计量装置 | |
CN110865577B (zh) | 一种用于交流电阻校准的数字采样方法及装置 | |
CN204116449U (zh) | 基于卫星导航系统的电流精密计量装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111231 |