[发明专利]一种高分辨率模数转换器的实现方式

说明书

本发明提供了一种高分辨率模数转换器的实现方式。该方法是用两个中低分辨率的模数转换器实现高分辨率的模数转换。将输入的模拟信号分别通过上限幅电路和下限幅电路，将分段后的模拟信号通过两个相同分辨率的模数转换器，设置模数转换器的上下参考电压并通过外部时钟的连接，确保时钟同步。利用该方法可以用两个低分辨率模数转换器组成一个高分辨率模数转换器，使分辨率提高2ⁿ,n为低分辨率模数转换器位数。本发明目的在于使用低成本器件设计实现高分辨率模数转换器。

技术领域

本发明涉及一种高分辨率模数转换器的实现方式，属于信号处理及A/D 转换的技术领域。

背景技术

随着数字技术尤其是计算机技术的飞速发展及普及，许多领域对信号的处理广泛采用了计算机技术。而系统的实际处理对象往往是一些模拟量(如温度，电压，图像等)，要是计算机能够识别和处理这些信号，必须将模拟信号转化为数字信号，这就要使用到模数转换器。

模数转换器(ADC)在数字化仪表中应用非常广泛，其测量精度主要与分辨率有关。分辨率指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，其定义为满刻度与2ⁿ的比值，即V₀为模拟电压，n为模数转换器位数，A/D转换器的输入输出关系为V_in为A/D转换器的输入信号，D为模拟量转换为数字量的值。

随着应用领域的拓宽，低精度的模数转换器转换精度有时不能满足要求，提高模数转换器分辨率有两种途径，一种是减少参考电压的值，另一种是增加模数转换器的位数n。高位数的模数转换器往往价格昂贵，是低分辨率的模数转换器十几倍甚至几十倍，在成本上不利于广泛应用。

发明内容

针对现有技术的不足本发明提供一种高分辨率模数转换器的实现方式，该方法是用两个低分辨率模数转换器组成高分辨率模数转换器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：将一种高分辨率模数转换器的实现方式，包括低通滤波器，放大电路，限幅电路，隔离缓冲电路，AD 转换模块，时钟电路及微处理器数字信号处理模块。所述的低通滤波器采用切比雪夫低通滤波器，待采集的信号S中混杂着多种噪声，必须要进行滤波，过滤掉高频噪声，得到带限信号。所述的放大电路与低通滤波器连接，放大信号电压，使信号进入可检测范围，信号电压范围为0V～5V。所述的限幅电路包括上限幅电路及下限幅电路，其中上限幅电压为V_ref＝0.5V，下限幅电压为V_ref＝0.5V，电压最大值为V₁，V₁5V。将所得带限信号分别经过上限幅电路及下限幅电路，得到上限幅模拟信号S_u及下限幅模拟信号S_d。所述隔离缓冲电路即用射极跟随器连接限幅电路及AD转换器，减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。所述AD转换模块采用TexasInstruments公司的12位AD转换器ADS7822，上限幅模拟信号输入的12位AD转换器模拟电压为V_ref＝0.5V，下限幅模拟信号输入的12位AD转换器模拟电压为V₁，V₁5V，下电平为V_ref＝0.5V。ADS7822正常工作需要一个的外部基准、时钟和电源，所述时钟电路将1MHz的时钟源通过功分器分成两个同频同相的时钟信号分别送入两个12位AD转换器中，其连接总线需完全相等，以确保两个AD转换器时钟同步，两个模数转换器的输出同时在微处理器中进行处理，采集模数转换器(a)数据后存入寄存器低12位，采集模数转换器(b)数据后存入寄存器高12位，即完成高分辨率模数转换，使分辨率提高了2¹²。

本发明的技术方案如下:

一种高分辨率模数转换器的实现方式，包括步骤如下:

1)过滤高频信号；

过滤待检测信号S中的高频杂声，使其成为带限信号S_f；