一種高精度信號采樣電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測控電路領(lǐng)域，具體涉及一種高精度信號采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球智能化水平的不斷提升，各類信號采樣的精度要求越來越高。在汽車領(lǐng)域中，控制器中的信號采樣電路將電機狀態(tài)、電池狀態(tài)、發(fā)動機狀態(tài)信號發(fā)送給整車，整車根據(jù)實時的零部件狀態(tài)做出相應(yīng)的控制策略，因此，信號采樣的精度是影響整車性能的重要因素之一。在信號采樣電路中，傳感器自身精度受產(chǎn)品自身的性能決定，無法通過改善傳感器自身的精度來提高信號采樣的精度。
[0003]現(xiàn)有的信號采樣技術(shù)，大部分方案采用外置A/D進行采樣，此方案采樣精度高，但是外置A/D轉(zhuǎn)換器價格昂貴，以致信號采樣方案成本較高。而對于采用單片機內(nèi)置A/D進行信號采樣的方案，如不能處理好A/D參考電壓精度，就會造成信號采樣精度低，容易因參考電壓的波動影響模擬信號采樣的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能降低開發(fā)成本，且采樣精度高的信號采樣電路。
[0005]本發(fā)明所述的一種高精度信號采樣電路，包括處理器、與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/Dn相連的濾波電路，其特征是:還包括與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓Vref,與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/D0連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考電壓Vref，由電源VCC提供；處理器采集精密電壓Vpre，通過接口 A/D0讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣值，校正參考電壓Vref，采集模擬信號Vin-n，通過接口 A/Dn讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣量，計算模擬信號電壓大小。
[0006]處理器為本電路的核心處理部分，負責(zé)各路信號的采樣、A/D轉(zhuǎn)換以及信號的計算處理；濾波電路將輸入信號濾波后變成模擬信號Vin-n，并送入處理器的A/D轉(zhuǎn)換器進行模
/數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0007]參考電壓Vref為處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器提供參考電壓信號，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的采樣精度(假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)為N)，將參考電壓Vref平均分成2N_1份，每份電壓大小為Vref/(2N-1)，處理器通過讀取A/D轉(zhuǎn)換器的采樣量來計算采樣的模擬信號電壓大小。
[0008]精密電壓Vpre用于校正處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓Vref，提高信號采樣精度；處理器采樣精密電壓Vpre，通過轉(zhuǎn)換接口 A/D0讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣值，校正參考電壓Vref大小，假設(shè)處理器的A/D轉(zhuǎn)換器的模擬采樣為N位精度，則共有2N_1個量階，假設(shè)讀取A/D轉(zhuǎn)換器Vpre對應(yīng)的采樣樣點為NI，則Vref校正值為:
Vref = Vpre* (2n_1)/NI
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1、本發(fā)明為不能或不容易提供高精密參考電壓Vref的采樣系統(tǒng)提供了高精度的信號米樣方案。
[0009]2、和普通的信號采樣電路不同的是本發(fā)明對參考電壓Vref的精度要求低，可以不需要標定而大規(guī)模批量應(yīng)用，特別是在車用控制器需要高精度采樣時。
[0010]3、在保證信號采樣精度前提下，采樣電路簡單，成本低。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的電路原理示意圖；
圖2為本發(fā)明的軟件實施流程圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種高精度信號采樣電路，包括處理器1、與處理器I內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/Dn相連的濾波電路2，與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓Vref，與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/D0連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考電壓Vref，由電源VCC提供。電源VCC經(jīng)電阻R分壓，穩(wěn)壓二極管Dl穩(wěn)壓，接處理器I內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/D0。處理器I的參考電壓端VrefL接地。
[0013]處理器I為本電路的核心處理部分，負責(zé)各路信號的采樣、A/D轉(zhuǎn)換以及信號的計算處理；濾波電路2將輸入信號濾波后變成模擬信號Vin-n，并送入處理器的A/D轉(zhuǎn)換端口進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0014]如圖2所示，本發(fā)明的軟件實施流程為:處理器I采集精密電壓Vpre，通過接口 A/DO讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣值，校正參考電壓Vref，設(shè)處理器I的A/D轉(zhuǎn)換器的模擬采樣為12位精度，則共有4095個量階，假設(shè)讀取A/D轉(zhuǎn)換器Vpre對應(yīng)的采樣樣點為NI，則Vref校正值為:
Vref = Vpre*4095/Nl
處理器I采集模擬信號Vin-n，通過接口 A/Dn讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣量，假設(shè)讀取A/D轉(zhuǎn)換器Vin-n對應(yīng)的采樣樣點為N2，則Vin_n大小值為:
Vin-n = Vref*N2/4095
本發(fā)明將一小于參考電壓Vref的高精度精密電壓Vpre輸入到采樣端口，通過采樣Vpre電位來時時校正A/D參考電壓Vref，最后根據(jù)校正后的Vref來計算濾波電路輸出的電壓信號Vin-n，由此可以減少由于參考電壓Vref的不穩(wěn)定或電壓的紋波過大造成的采樣誤差，提高本電路模擬信號采樣的精度。
【主權(quán)項】
1.一種高精度信號采樣電路，包括處理器(I)、與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/Dn相連的濾波電路(2)，其特征是:還包括與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓Vref，與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/DO連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考電壓Vref，由電源VCC提供；所述處理器采集精密電壓Vpre，通過接口 A/DO讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣值，校正參考電壓Vref，采集模擬信號Vin-n，通過接口 A/Dn讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣量，計算模擬信號電壓大??； 所述處理器校正參考電壓Vref的方法為:設(shè)處理器的A/D轉(zhuǎn)換器的模擬采樣為N位精度，則共有2N-1個量階，假設(shè)讀取A/D轉(zhuǎn)換器Vpre對應(yīng)的采樣樣點為NI，則Vref校正值為:Vref = Vpre* (2n_1)/NI。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度信號采樣電路，包括處理器、與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口A/Dn相連的濾波電路，其特征是：還包括與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓Vref，與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口A/D0連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考電壓Vref，由電源VCC提供。它結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)成本低，采樣精度高。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號】CN104570812
【申請?zhí)枴緾N201310505412
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】西安造新電子信息科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月23日