一种AD采样电路及测量仪表的制作方法

    技术2025-06-21  13


    本申请涉及测量仪表,具体涉及一种ad采样电路及测量仪表。


    背景技术:

    1、测量仪表在进行微弱信号采集的时候,微弱信号放大后,相对电压信号值和adc最大采样值相比还是较小,一些测量仪表中,将直接采集这个放大后的电压,导致adc采集精度较差。adc,analog-to-digital converter的缩写,指模/数转换器或者模数转换器,是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。

    2、为了提高adc采集精度,也有些测量仪表会使用一个偏置电路,抬升最后采样的电压值,使其处于合适的范围内。在精密场景上使用时,一般会用高精度电源做偏置基准源,成本较高。而在其它的使用场景,仅仅使用普通ldo(low dropout regulaor,低压差线性稳压器)产生的电压来用做偏置基准源,这又会降低采样精度。


    技术实现思路

    1、本申请的目的是提供一种ad采样电路及测量仪表,以能够提高采样精度。

    2、本申请第一方面提供一种ad采样电路,包括:

    3、信号输入模块、信号放大模块、偏置电路模块、偏置基准源和ad采集模块;其中,

    4、所述信号放大模块分别与所述信号输入模块和所述偏置电路模块连接;所述偏置基准源分别与所述偏置电路模块以及所述ad采集模块连接;所述偏置电路模块与所述ad采集模块连接;

    5、所述信号输入模块,用于将产生的信号输入到所述信号放大模块;

    6、所述信号放大模块,用于将输入的信号放大,然后将放大的输入信号输入到所述偏置电路模块;

    7、所述偏置基准源,用于向所述偏置电路模块提供偏置电压;

    8、所述偏置电路模块,用于将所述偏置电压叠加到所述放大的输入信号上;

    9、ad采集模块,用于分别采集所述偏置电压的值和叠加了偏置电压的输入信号值。

    10、在一种可能的实现方式中,所述偏置电路模块包括:第一电阻、第二电阻和运算放大器;其中,

    11、所述第一电阻的两端分别连接所述信号放大模块和所述运算放大器的负输入端;

    12、所述第二电阻的两端分别连接所述运算放大器的负输入端和输出端;

    13、所述运算放大器的正输入端与所述偏置基准源连接;

    14、所述运算放大器的输出端还与所述ad采集模块连接。

    15、在一种可能的实现方式中,所述偏置电路模块还包括:

    16、第一电容和第三电阻,所述第三电阻的一端连接所述运算放大器,所述第三电阻的另一端连接所述ad采集模块,所述第三电阻的另一端还通过所述第一电容接地。

    17、在一种可能的实现方式中,所述ad采样电路还包括:

    18、第二电容和第四电阻,所述第四电阻的一端连接所述偏置基准源,所述第四电阻的另一端连接所述ad采集模块,所述第四电阻的另一端还通过所述第二电容接地。

    19、在一种可能的实现方式中,所述偏置基准源包括:

    20、第五电阻和第六电阻,所述第五电阻和所述第六电阻串联在电源和地之间,所述第五电阻和所述第六电阻的连接端与所述ad采集模块连接,所述第五电阻和所述第六电阻的连接端还与所述偏置电路模块连接。

    21、在一种可能的实现方式中,所述ad采样电路还包括:

    22、处理模块,与所述ad采集模块连接,用于将所述ad采集模块采集的所述偏置电压的值和叠加了偏置电压的输入信号值进行相减处理,再除以所述信号放大模块的放大倍数后,得到所述信号输入模块实际采集到的信号的电压值。

    23、在一种可能的实现方式中,所述处理模块采用微控制器处理单元。

    24、在一种可能的实现方式中,所述ad采集模块采用24位的多路采集sigma deltaadc。

    25、本申请还提供一种测量仪表,包括本申请第一方面所述的ad采样电路。

    26、本申请提供的ad采样电路及测量仪表,包括:信号输入模块、信号放大模块、偏置电路模块、偏置基准源和ad采集模块;其中,所述信号放大模块分别与所述信号输入模块和所述偏置电路模块连接;所述偏置基准源分别与所述偏置电路模块以及所述ad采集模块连接;所述偏置电路模块与所述ad采集模块连接。相较于现有技术,本申请采用ad采集模块分别采集偏置电压的值和叠加了偏置电压的输入信号值,将采集到的两个数据相减处理,再除以信号放大模块的放大倍数后,就可以得到实际采集到的微弱信号的电压值了,从而排除了ad采集时偏置基准源精度的影响,提高了信号采集精度。另一方面,偏置基准源不再需要高精度,有效的降低了偏置基准源的设计难度和实现成本。



    技术特征:

    1.一种ad采样电路,其特征在于,包括:信号输入模块、信号放大模块、偏置电路模块、偏置基准源和ad采集模块;其中,

    2.根据权利要求1所述的ad采样电路,其特征在于,所述偏置电路模块包括:第一电阻、第二电阻和运算放大器;其中,

    3.根据权利要求2所述的ad采样电路,其特征在于,所述偏置电路模块还包括:

    4.根据权利要求1所述的ad采样电路,其特征在于,所述ad采样电路还包括:

    5.根据权利要求1所述的ad采样电路,其特征在于,所述偏置基准源包括:

    6.根据权利要求1所述的ad采样电路,其特征在于,所述ad采样电路还包括:

    7.根据权利要求6所述的ad采样电路,其特征在于,所述处理模块采用微控制器处理单元。

    8.根据权利要求1所述的ad采样电路,其特征在于,所述ad采集模块采用24位的多路采集sigma delta adc。

    9.一种测量仪表,其特征在于,包括权利要求1至8中任一项所述的ad采样电路。


    技术总结
    本申请提供一种AD采样电路及测量仪表。AD采样电路包括:信号输入模块、信号放大模块、偏置电路模块、偏置基准源和AD采集模块;其中,所述信号放大模块分别与所述信号输入模块和所述偏置电路模块连接;所述偏置基准源分别与所述偏置电路模块以及所述AD采集模块连接;所述偏置电路模块与所述AD采集模块连接。相较于现有技术,本申请采用AD采集模块分别采集偏置电压的值和叠加了偏置电压的输入信号值做相减处理,从而排除了AD采集时偏置基准源精度的影响,提高了信号采集精度。另一方面,偏置基准源不再需要高精度,有效的降低了偏置基准源的设计难度和实现成本。

    技术研发人员:董召达,戴敏达,胡好,郭登五
    受保护的技术使用者:金卡水务科技有限公司
    技术研发日:20231229
    技术公布日:2024/10/24
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