[实用新型]模拟信号的自动增益调整控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟信号的处理电路，特别是涉及一种模拟信号的自动增益调整控制电路。

背景技术

模拟对数字转换电路经常应用在各种计算机设备、测量仪器、工业控制设备中，以将模拟型态的信号(例如温度、压力…等)转换成数字型态的信号，以便于数字处理器的接收及进一步的处理。

一般已知的单一倍率模拟对数字转换电路的结构如图1所示，其电路主要包括有一信号检测装置10、一前端处理电路11、一信号放大/衰减电路12、一取样/保持电路13、一模拟对数字转换器14、以及一微处理器15。当信号检测装置10检测有一模拟的输入信号Vin后，首先由前端处理电路11将该模拟输入信号Vin作适度倍率衰减(例如衰减倍率1/a)至系统可接受的安全幅度的模拟信号Vin’之后，再由信号放大/衰减电路12将该Yin’适度放大或衰减而得到一模拟信号Vin”(例如放大倍率b)，该模拟输入信号Vin”再由取样/保持电路13作信号的取样与保持(Sampling and Holding)，最后再经模拟对数字转换器14将该模拟的信号转换成数字型态的信号，送至微处理器15中进行处理。

微处理器15会通过控制线定时驱动取样/保持电路13对该模拟信号Vin”进行取样，且微处理器15会通知模拟对数字转换器14对取样信号进行转换，模拟对数字转换器14转换完成时会通知微处理器15来读取转换后的数字信号并进行数值运算。

但是，在微处理器15在进行数值运算时，若未考虑在前端处理电路11的衰减倍率1/a与信号放大/衰减电路12的放大倍率b所产生总和倍率b/a的运算结果将为原信号的b/a。因此，电路设计者须事先将还原倍率a/b置于微处理器15的计算程序中，以确保运算结果与输入信号Vin相符合。

上述的电路结构及信号处理方式仅能适用于单一倍率的转换过程控制。对于需要多种倍率的转换程序的信号处理，则需设计一种具有多种倍率切换功能的处理电路(如图2所示)，在此种多倍率转换控制电路中，亦主要包括有一信号检测装置20、一多倍率前端处理电路21、一多倍率信号放大/衰减电路22、一取样/保持电路23、一模拟对数字转换器24、以及一微处理器25。其中该多倍率前端处理电路21具有例如三种衰减倍率1/a1、1/a2与1/a3，而在多倍率信号放大/衰减电路22也有三种放大倍率b1、b2与b3，合计产生九种总合倍率bn/am，其中m＝1-3，n＝1-3。电路设计者须事先将九种还原倍率am/bn，m＝1-3，n＝1-3，数据置于微处理器25的计算程序中，其中最大倍率为a3/b3，最小倍率a1/b1，以确保运算结果与模拟输入信号Vin相符合。但是，微处理器25在选取适当的还原倍率am/bn之时，一般已知的方法有二种，第一种方法为微处理器25计算程序中需加入判断程序，由微处理器25依据判断结果选择适当的还原倍率am/bn，第二种方法为手动选择适当的还原倍率am/bn。

就前述第一种还原倍率选取方法而言，如图2所示，微处理器25一开始执行程序时，在启始状态会将还原倍率am/bn定为最大倍率a3/b3，并将切换开关分别置于前端处理电路21的1/a3与信号放大/衰减电路22的b3位置，当微处理器25计算与判断结果为过载(Overflow)状态时，微处理器25再以次大倍率a3/b2继续计算与判断，并将切换开关分别置于前端处理电路21的1/a3与信号放大/衰减电路22的b2位置，若结果仍为过载状态时，微处理器25再以次大倍率a3/b1继续的计算与判断，直到判断结果不再过载时的计算值即与模拟输入信号Vin相符合，微处理器25才停止计算与判断程序。

而第二种的还原倍率选取方法中，必需在控制电路中设置一手动倍率切换开关26(参阅图3所示)。在此种电路结构中，其电路结构与图2所示的电路结构相同，在微处理器25计算程序中亦设计有判断程序，但是无法自动将切换开关分别置于前端处理电路21的1/am与信号放大/衰减电路22的bn位置，而是需依靠使用者视计算结果是否为过载，而以手动方式拨转手动倍率选择开关26至适当的开关位置，直到判断结果不再过载时的计算值即与输入信号Vin相符合，才停止拨转手动倍率选择开关26。