[实用新型]一种提高测量微弱信号分辨率的电路系统

说明书

本实用新型公开了一种提高测量微弱信号分辨率的电路系统，将线性变化的锯齿波函数信号，与被测量微弱信号叠加成一个新的成形信号，然后将此成形信号送到模数转换器U1中，在模数转换器U1采样所述成形信号时，采用过采样处理，然后，将经过过采样处理后的信号数据送到主控制器MCU进行处理，将信号解调成原始的被测量微弱信号。本实用新型采用普通的模数转换器或微处理器自带模数转换器对微弱信号进行直接采样或在采样前端进行简单的放大滤波处理后再进行信号采样，而不需要在采样前端放置复杂的模拟放大滤波信号处理电路，就能实现对微弱信号的高精度测量，成本低。

技术领域

本实用新型涉及一种采样系统，具体是一种提高测量微弱信号分辨率的电路系统。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对宏观和微观世界逐步深入了解，在测控技术方面，越来越多的领域存在微弱的信号需要被检测，例如温度、压力、湿度、生物医学上的人体生物电信号、天文学上的弱电磁、地震学上微震动等。在测量这些微弱信号时，通常需要在信号采集时，使用复杂的模拟电路进行信号滤波、放大处理后，提取其信号基波成分，然后使用ADC(模/数转换器)进行信号转换处理。在这些应用中许多测量检测系统不仅要求能精确的识别其微弱电信号变化的很宽的动态范围又要求测量出参数的微小变化，因此，就必须使用高分辨率的ADC。然而，高分辨率的ADC器件价格昂贵且市面较难购买到，若使用价格相对低廉的具有较低分辨率的ADC器件通过一些技术也达到较高的分辨率，则在工程应用中具有很高的实用价值。

现有的技术方案一：先将被测控的微弱信号进行多级放大滤波，再用中分辨率的模数转换器ADC进行采样(常用的是12bit ADC)，转化为数字信号后，再做数字信号处理。

缺点：需要设计复杂的信号滤波和放大电路，模拟电路参数易受环境温度影响和电磁干扰，调试繁琐，硬件成本高。

现有的技术方案二：采用高分辨率的ADC，对微弱信号直接采样，再进行相关的数字信号处理。

缺点：高分辨率的ADC价格昂贵，且对ADC性能要求很高，而目前大部分高分辨率的ADC都是采用以“速度换取精度”的方式，导致ADC的采样速度不高，尤其对于要求使用多通道ADC进行采样时，由于其采样时建立时间长，导致采样率受到一定程度限制，满足不了大多数的应用场合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高测量微弱信号分辨率的电路系统，采用普通的模数转换器ADC或微处理器自带ADC对微弱信号进行直接采样或在采样前端进行简单的放大滤波处理后再进行信号采样，而不需要在采样前端放置复杂的模拟放大滤波信号处理电路，就能实现对微弱信号的高精度测量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种提高测量微弱信号分辨率的电路系统，将线性变化的锯齿波函数信号，与被测量微弱信号叠加成一个新的成形信号，然后将此成形信号送到模数转换器U1中，在模数转换器U1采样所述成形信号时，采用过采样处理，然后，将经过过采样处理后的信号数据送到主控制器MCU进行处理，将信号解调成原始的被测量微弱信号。

作为本实用新型进一步的方案：所述电路系统包括模数转换器U1、主控制器MCU、运放U2和电阻R1，电阻R1一端为自由端，另一端分别连接电容C1和模数转换器U1的2脚，模数转换器U1的3脚分别连接电阻R2和电容C2，电容C2另一端分别连接电容C1另一端和模数转换器U1的4脚并接地，模数转换器U1的1脚通过电阻Rg连接到模数转换器U1的8脚，模数转换器U1的6脚连接电阻R6，电阻R6另一端分别连接接地电容C5和主控制器MCU的ADC引脚，模数转换器U1的5脚连接主控制器MCU的DAC2引脚，主控制器MCU的DAC1引脚连接运放U2的同相端，运放U2的反相端连接运放U2的输出端，所述模数转换器U1采用AD620。

作为本实用新型进一步的方案：所述主控制器MCU采用微处理器。