[发明专利]多通道同步采样保持电路与数字采样电路、继电保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及多通道信号获取技术领域，更具体地涉及一种多通道同步采样保持电路、多通道数字采样电路及继电保护装置。

背景技术

目前，在多通道信号获取实现中，可能存在多通道信号获取不严格同步的现象。对于一些要求高精度控制的应用领域，这样的多通道信号获取不严格同步是不能接受的。

如图1所示，示出了现有的一种多通道数字采样电路，其中，使用了多个放大器和一个多通道模拟数字转换器，每个通道的信号处理相对独立，因此，这样的多通道数字采样电路造价较高。如果采样独立的单通道放大器和独立的单通道模拟数字转换器来实现每个通道的信号处理，则这样的多通道数字采样电路不仅结构复杂，而且由于各个放大器增益误差和各个模拟数字转换器的转换误差可能造成各个通道之间的通道精度偏差。

如图2所示，示出了现有的另一种多通道数字采样电路，其中，使用了多通道选择器、一个单通道放大器和一个单通道模拟数字转换器，通过多通道选择器选择多通道模拟信号之一，然后经过单通道放大器和单通道模拟数字转换器进行信号处理。由于所述多通道选择器依序选择多个通道的选择信号并通过单通道放大器和单通道模拟数字转换器进行信号处理，因此以N个通道为例并且以每个通道的处理时间为t为例，第一通道和第N通道之间可能存在的时间偏差为(N-1)t，相应地所获得的数字信号的采样时间偏差亦为(N-1)t。作为示例，对于三相电压采样的示例应用，每相的信号采样时间、信号放大时间和数字转换时间之和可能达到几十微秒并且甚至可能更高，因此在第一相的数字采样信号和第三相的数字采样信号之间可能存在的时间偏差为几十微秒并且甚至可能更高，这样的时间偏差对于很多要求较高精度控制的应用场合是不可接受的。尽管可能采用后期软件校准的方式来补偿信道间的时间偏差，但是这种后期软件校准也需要校准处理时间，这相当于将各通道的数字采样信号又延迟了相应的校准处理时间，这对于要求高响应速度高精度控制的应用场合更是不可容忍的。

因此，需要一种多通道数字采样电路，其不仅能够保证各通道的采样时刻同步、各通道的信号处理精度相同、而且又具有高响应速度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多通道同步采样保持电路及多通道数字采样电路，通过控制多通道同步进行采样保持并且然后利用同一处理电路依序逐个读取并处理所保持的各通道输入信号，可以保证多通道的同步采样、消除通道间采样时刻及时长偏移，可以保证对多通道的一致性处理，并且可以降低成本。

根据本发明一方面，提供了一种多通道同步采样保持电路，其包括多个采样保持模块，其中所述多个采样保持模块具有相同的电路结构，每个采样保持模块用于对一个相应通道的信号进行采样保持并且包括：采样子模块，用于对所述相应通道的信号进行采样；保持子模块，用于对所述采样子模块采集的信号进行保持；以及放电子模块，用于对所述保持子模块进行放电，其中，所述多个采样保持模块的所有采样子模块都由同一采样控制信号控制，使得所述多个采样保持模块的所有采样子模块同步进行信号采样。

在一个示例中，所述采样子模块包括串联连接的第一开关和第一电阻器，其中，所述采样控制信号控制所述多个采样保持电路中的所有第一开关同时导通或者断开。

在一个示例中，所述保持子模块包括第一电容器，其中，在所述采样子模块进行信号采样并且对所述保持子模块进行充电时，所述第一开关导通，所述第一电阻器和所述第一电容器串联连接，所述相应通道的信号经由所述第一电阻器对所述第一电容器进行充电，直至所述第一电容器充电完成。

在一个示例中，所述放电子模块包括串联连接的第二开关和第二电阻器，其中，在所述放电子模块对所述保持子模块进行放电时，所述第二开关导通，所述第二电阻器和所述第一电容器串联连接以对所述第一电容器进行放电，直至所述第一电容器放电完成。

在一个示例中，所述多通道同步采样保持电路还包括：多通道选择器，其具有多个输入端和一个输出端，并且包括多通道选择开关，所述多个输入端分别与所述多个采样保持模块的输出端连接，所述多通道选择开关用于选择所述输入端之一，并且将从所选择的输入端接收的信号输出到其输出端。

根据本发明另一方面，提供了一种多通道数字采样电路，包括如上所述的多通道同步采样保持电路、以及模拟数字转换器，其中，多通道同步采样保持电路的多个采样保持模块的输入端分别连接多个待采样通道以接收相应待采样通道的信号，所述模拟数字转换器接收所述多通道同步采样保持电路输出的模拟信号，并将所接收的模拟信号转换为数字信号。