[发明专利]一种单通道单ADC模数转换器采样精度增倍的电路

说明书

本发明公开一种单通道单ADC模数转换器采样精度增倍的电路，包括电压比较器、同相放大器、差分放大器、模拟开关；所述电压比较器用于比较待采样的信号电压与ADC采样参考电压之间的大小，并将比较结果信息输出至ADC模数转换器；所述ADC模数转换器用于在待采样的信号电压大于或等于ADC采样参考电压时，控制模拟开关切换至差分放大器的输出端，以使ADC模数转换器采样差分放大器输出的信号；所述ADC模数转换器还用于在待采样的信号电压小于ADC采样参考电压时，控制模拟开关切换至同相放大器的输出端，以使ADC模数转换器采样同相放大器输出的信号。本发明可实现采样精度扩展到原2倍的目的，成本低，便于推广应用。

技术领域

本发明涉及ADC模数转换器技术领域，尤其涉及一种单通道单ADC模数转换器采样精度增倍的电路。

背景技术

ADC模数转换器，通常设计为集成电路器件，其广泛用于工业、民用电子设备和机电系统领域中。模数转换器的转换速率(下文称为rate)，输入通道(下文称为channel)，转换精度(下文称为resolution)作为通用必须参数，在高速变化的模拟量输入、多模拟量输入环境中，要想控制精度越高，就需要更高的rate，更多的channel，更高的转换resolution位数，那么势必会导致ADC模数转换器设计更加复杂，器件价格更高。

当采用具体ADC模数转换器进行设计时，一其器件选择范围resolution受限，二其在实际使用环境中，器件漂移导致实际精度下降，因此，提升当前采用器件的resolution，并且不额外占用具体ADC的采样通道资源，有其必要性和现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种单通道单ADC模数转换器采样精度增倍的电路，该电路利用原ADC数据(采样后量化值)处理的元器件，增加相应的电路结构，以输出采样倍增的模数转换值，设计合理、使用方便，且该电路仅使用原ADC单个模拟输入通道，在不占用额外的ADC资源的条件下，可实现采样精度扩展到原2倍的目的，成本低，便于推广应用。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种单通道单ADC模数转换器采样精度增倍的电路，包括电压比较器：所述电压比较器的同相输入端用于接入待采样的信号电压，所述电压比较器的反相输入端用于接入ADC采样参考电压，所述电压比较器的输出端用于与ADC模数转换器连接；同相放大器：所述同相放大器的同相输入端用于接入待采样的信号电压，所述同相放大器的反相输入端用于接虚地；差分放大器，所述差分放大器的同相输入端用于接入待采样的信号电压，所述差分放大器的反相输入端用于接入ADC采样参考电压；模拟开关，所述模拟开关分别与同相放大器的输出端、差分放大器的输出端和ADC模数转换器连接；所述电压比较器用于比较待采样的信号电压与ADC采样参考电压之间的大小，并将比较结果信息输出至ADC模数转换器；所述ADC模数转换器用于在待采样的信号电压大于或等于ADC采样参考电压时，控制模拟开关切换至差分放大器的输出端，以使ADC模数转换器采样差分放大器输出的信号；所述ADC模数转换器还用于在待采样的信号电压小于ADC采样参考电压时，控制模拟开关切换至同相放大器的输出端，以使ADC模数转换器采样同相放大器输出的信号。

进一步地，所述模拟开关为单刀双掷开关；所述单刀双掷开关包括第一不动端、第二不动端、第一动端；所述ADC模数转换器上还设有ADC采样端口；所述第一不动端用于与同相放大器的输出端连接，所述第二不动端用于与差分放大器的输出端连接，所述第一动端用于与ADC模数转换器的ADC采样端口连接。

进一步地，所述ADC模数转换器上还设有与第一动端连接的开关信号控制端口，所述ADC模数转换器用于经开关信号控制端口控制第一动端，与第一不动端或第二不动端连接。

进一步地，所述ADC模数转换器上还设有Out1信号输入端口；所述电压比较器的输出端与Out1信号输入端口连接。

进一步地，所述同相放大器采用单电源供电，且同相放大器的放大倍率为1。