[发明专利]色谱仪自适应量程信号采集电路

权利要求书

1.色谱仪自适应量程信号采集电路，其特征在于：包括：

供电模块，该模块是整个下位机硬件系统的基本支持模块，将220V交流市电转化为直流，为整个下位机信号采集电路提供规范、稳定的外部电源；

前端输入模块，该模块是信号采集电路与色谱仪之间的接口模块；负责将色谱仪输出的差分模拟电压信号引入下位机硬件电路内部，并转换为单端电压信号，供信号采集电路其它模块进行后续处理；

增益放大模块，该模块负责将已引入下位机硬件系统的单端电压信号进行增益放；。

模数转换模块，该模块是下位机硬件系统的核心功能，该模块接收经过增益放大模块放大的模拟电压作为输入，将模拟电压信号转换为二进制数字值供系统其它模块进行后续处理；

嵌入式计算机，该模块负责硬件系统的数据处理功能；其接受模数转换模块提供的二进制数字值；

数据通信模块，该模块负责完成下位机硬件系统中的上下位机通信功能；

所述的下位机即为色谱仪自适应量程采集电路；所述的上位机为PC机。

2.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述的供电模块包括DC005插座、220V-24V电源适配器、24S05DC-DC电源转换模块、24D12DC-DC电源转换模块、AMS1117电源转换芯片；其连接关系为：DC005插座分别与220V-24V电源适配器、24S05DC-DC电源转换模块、24D12DC-DC电源转换模块相连接，24S05DC-DC电源转换模块分别与AMS1117电源转换芯片、前端输入模块、模数转换模块相连接，24D12DC-DC电源转换模块与增益放大模块相连接，AMS1117电源转换芯片分别与嵌入式计算机、数据通信模块相连接。

3.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述前端输入模块包括仪表放大器、电压参考器、电压跟随器和信号输入端子；信号输入端子与仪表放大器相连接，电压跟随器分别与电压参考器、仪表放大器相连接。

4.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述增益放大模块包括两块可编程运放放大器芯片、电压跟随器和3.3V到5V移位器芯片SN74LVC4245A；两块可编程运放放大器芯片以级联的方式连接，并且通过3.3V到5V移位器芯片SN74LVC4245A与嵌入式计算机的I/O管脚直连，电压跟随器与可编程运放放大器芯片相连接。

5.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述的可编程放大器的放大倍数为2的n次方。其中n取值为0、1、2、3、4、5、6。

6.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述的可编程放大器的放大倍数为1、2、4、8、16、32、64倍；可编程的放大倍数由嵌入式计算机来完成，具体过程：嵌入式计算机根据模数转换模块每一次AD转换后输出数字值来判断当前放大倍数是否需要增大或减小，以完成对放大倍数的负反馈控制。

7.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述模数转换模块是一种高精度AD转换芯片，该芯片与嵌入式计算机的I/O管脚直连。

8.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述嵌入式计算机的I/O管脚分别与增益放大模块、模数转换模块、数据通信模块通过直连方式连接，嵌入式计算机的电源管脚与供电模块直接连接。

9.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述的嵌入式计算机使用ARM系列芯片作为核心计算控制部件。

10.根据权利要求1所述的色谱仪自适应量程信号采集电路，特征在于，所述数据通信模块包括串口电平转换芯PL2303、USB接口，串口电平转换芯PL2303分别与嵌入式计算机、USB接口相连接。