多通道同步采樣保持電路與數(shù)字采樣電路、繼電保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多通道信號(hào)獲取技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種多通道同步采樣保持電路、多通道數(shù)字采樣電路及繼電保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在多通道信號(hào)獲取實(shí)現(xiàn)中，可能存在多通道信號(hào)獲取不嚴(yán)格同步的現(xiàn)象。對(duì)于一些要求高精度控制的應(yīng)用領(lǐng)域，這樣的多通道信號(hào)獲取不嚴(yán)格同步是不能接受的。
[0003]如圖1所示，示出了現(xiàn)有的一種多通道數(shù)字采樣電路，其中，使用了多個(gè)放大器和一個(gè)多通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，每個(gè)通道的信號(hào)處理相對(duì)獨(dú)立，因此，這樣的多通道數(shù)字采樣電路造價(jià)較高。如果采樣獨(dú)立的單通道放大器和獨(dú)立的單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)每個(gè)通道的信號(hào)處理，則這樣的多通道數(shù)字采樣電路不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且由于各個(gè)放大器增益誤差和各個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換誤差可能造成各個(gè)通道之間的通道精度偏差。
[0004]如圖2所示，示出了現(xiàn)有的另一種多通道數(shù)字采樣電路，其中，使用了多通道選擇器、一個(gè)單通道放大器和一個(gè)單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，通過多通道選擇器選擇多通道模擬信號(hào)之一，然后經(jīng)過單通道放大器和單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號(hào)處理。由于所述多通道選擇器依序選擇多個(gè)通道的選擇信號(hào)并通過單通道放大器和單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號(hào)處理，因此以N個(gè)通道為例并且以每個(gè)通道的處理時(shí)間為t為例，第一通道和第N通道之間可能存在的時(shí)間偏差為(N-1) t，相應(yīng)地所獲得的數(shù)字信號(hào)的采樣時(shí)間偏差亦為(N-1) to作為不例，對(duì)于三相電壓米樣的不例應(yīng)用，每相的信號(hào)米樣時(shí)間、信號(hào)放大時(shí)間和數(shù)字轉(zhuǎn)換時(shí)間之和可能達(dá)到幾十微秒并且甚至可能更高，因此在第一相的數(shù)字采樣信號(hào)和第三相的數(shù)字采樣信號(hào)之間可能存在的時(shí)間偏差為幾十微秒并且甚至可能更高，這樣的時(shí)間偏差對(duì)于很多要求較高精度控制的應(yīng)用場(chǎng)合是不可接受的。盡管可能采用后期軟件校準(zhǔn)的方式來補(bǔ)償信道間的時(shí)間偏差，但是這種后期軟件校準(zhǔn)也需要校準(zhǔn)處理時(shí)間，這相當(dāng)于將各通道的數(shù)字采樣信號(hào)又延遲了相應(yīng)的校準(zhǔn)處理時(shí)間，這對(duì)于要求高響應(yīng)速度高精度控制的應(yīng)用場(chǎng)合更是不可容忍的。
[0005]因此，需要一種多通道數(shù)字采樣電路，其不僅能夠保證各通道的采樣時(shí)刻同步、各通道的信號(hào)處理精度相同、而且又具有高響應(yīng)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多通道同步采樣保持電路及多通道數(shù)字采樣電路，通過控制多通道同步進(jìn)行采樣保持并且然后利用同一處理電路依序逐個(gè)讀取并處理所保持的各通道輸入信號(hào)，可以保證多通道的同步采樣、消除通道間采樣時(shí)刻及時(shí)長(zhǎng)偏移，可以保證對(duì)多通道的一致性處理，并且可以降低成本。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一方面，提供了一種多通道同步采樣保持電路，其包括多個(gè)采樣保持模塊，其中所述多個(gè)采樣保持模塊具有相同的電路結(jié)構(gòu)，每個(gè)采樣保持模塊用于對(duì)一個(gè)相應(yīng)通道的信號(hào)進(jìn)行采樣保持并且包括:采樣子模塊，用于對(duì)所述相應(yīng)通道的信號(hào)進(jìn)行采樣；保持子模塊，用于對(duì)所述采樣子模塊采集的信號(hào)進(jìn)行保持；以及放電子模塊，用于對(duì)所述保持子模塊進(jìn)行放電，其中，所述多個(gè)采樣保持模塊的所有采樣子模塊都由同一采樣控制信號(hào)控制，使得所述多個(gè)采樣保持模塊的所有采樣子模塊同步進(jìn)行信號(hào)采樣。
[0008]在一個(gè)示例中，所述采樣子模塊包括串聯(lián)連接的第一開關(guān)和第一電阻器，其中，所述采樣控制信號(hào)控制所述多個(gè)采樣保持電路中的所有第一開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通或者斷開。
[0009]在一個(gè)示例中，所述保持子模塊包括第一電容器，其中，在所述采樣子模塊進(jìn)行信號(hào)采樣并且對(duì)所述保持子模塊進(jìn)行充電時(shí)，所述第一開關(guān)導(dǎo)通，所述第一電阻器和所述第一電容器串聯(lián)連接，所述相應(yīng)通道的信號(hào)經(jīng)由所述第一電阻器對(duì)所述第一電容器進(jìn)行充電，直至所述第一電容器充電完成。
[0010]在一個(gè)示例中，所述放電子模塊包括串聯(lián)連接的第二開關(guān)和第二電阻器，其中，在所述放電子模塊對(duì)所述保持子模塊進(jìn)行放電時(shí)，所述第二開關(guān)導(dǎo)通，所述第二電阻器和所述第一電容器串聯(lián)連接以對(duì)所述第一電容器進(jìn)行放電，直至所述第一電容器放電完成。
[0011]在一個(gè)示例中，所述多通道同步采樣保持電路還包括:多通道選擇器，其具有多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，并且包括多通道選擇開關(guān)，所述多個(gè)輸入端分別與所述多個(gè)采樣保持模塊的輸出端連接，所述多通道選擇開關(guān)用于選擇所述輸入端之一，并且將從所選擇的輸入端接收的信號(hào)輸出到其輸出端。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種多通道數(shù)字采樣電路，包括如上所述的多通道同步采樣保持電路、以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，多通道同步采樣保持電路的多個(gè)采樣保持模塊的輸入端分別連接多個(gè)待采樣通道以接收相應(yīng)待采樣通道的信號(hào)，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收所述多通道同步采樣保持電路輸出的模擬信號(hào)，并將所接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0013]在一個(gè)示例中，所述多通道同步采樣保持電路還包括:輸出電容器，其第一端與所述多通道選擇器的輸出端連接，其第二端接地；以及輸出放電模塊，其包括輸出放電開關(guān)和放電電阻器，其第一端與所述輸出電容器的第一端連接，其第二端接地，其中，所述多通道選擇器還包括多個(gè)第三電阻器，其中所述多通道選擇器的所述多個(gè)輸入端分別與所述多個(gè)第三電阻器的第一端連接，所述多個(gè)第二電阻器的第二端分別與所述多通道選擇開關(guān)的多個(gè)輸入端連接，所述多通道選擇開關(guān)的輸出端作為所述多通道選擇器的輸出端。
[0014]在一個(gè)示例中，所述多通道數(shù)字采樣電路按照以下流程操作:所述采樣控制信號(hào)控制所述多個(gè)采樣保持模塊中的所有第一開關(guān)同步導(dǎo)通，以對(duì)所述多個(gè)采樣保持模塊中的所有第一電容器同步充電直至充電完成，然后所述采樣控制信號(hào)控制所述多個(gè)采樣保持模塊中的所有第一開關(guān)同步斷開；在所有第一開關(guān)同步斷開之后，所述多通道選擇開關(guān)選擇所述多個(gè)輸入端之一以對(duì)所述輸出電容器充電直至充電完成，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)從所述輸出電容器采集的模擬信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，在所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器完成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后，控制所述輸出放電開關(guān)導(dǎo)通以對(duì)所述輸出電容器放電直至放電完成；在所述輸出電容器放電完成之后，所述多通道選擇開關(guān)選擇所述多個(gè)輸入端中另一輸入端以對(duì)所述輸出電容器充電直至充電完成，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)從所述輸出電容器采集的模擬信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后控制所述輸出放電開關(guān)導(dǎo)通以對(duì)所述輸出電容器放電直至放電完成，重復(fù)該操作直至所述多通道選擇開關(guān)已經(jīng)選擇了所有輸入端為止；以及通過放電控制信號(hào)控制所述多個(gè)采樣保持模塊中的所有第二開關(guān)同步導(dǎo)通，以對(duì)所述多個(gè)采樣保持模塊中的所有第一電容器放電直至放電完成，然后所述放電控制信號(hào)控制所述多個(gè)采樣保持模塊中的所有第二開關(guān)同步斷開。
[0015]根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供了一種繼電保護(hù)裝置，包括如上所述的多通道數(shù)字采樣電路。
[0016]采用根據(jù)本發(fā)明的多通道同步采樣保持電路及多通道數(shù)字采樣電路，通過將多通道中的第一開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通以分別同步地對(duì)多通道中的第一電容器充電，使得將多通道的信號(hào)分別保持在相應(yīng)的第一電容器中，然后通過利用多通道選擇開關(guān)依序逐個(gè)選取多通道的已經(jīng)被保持在第一電容器中的信號(hào)，并且利用同一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而可以保證多通道的同步采樣以及對(duì)多通道的一致性處理。另一方面，由于利用同一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)多通道的信號(hào)依序逐個(gè)進(jìn)行處理，在保證多通道的一致性處理的同時(shí)，也降低了整體電路的成本。
[0017]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1圖示了現(xiàn)有技術(shù)的一種多通道數(shù)字采樣電路的示意性框圖；
[0020]圖2圖示了現(xiàn)有技術(shù)的另一種多通道數(shù)字采樣電路的示意性框圖；
[0021]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多通道同步采樣保持電路的示意性框圖；
[0022]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的每個(gè)采樣保持模塊的示意性框圖；
[0023]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的每個(gè)采樣保持模塊的示意性電路圖；
[0024]圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多通道同步采樣保持電路的示意性電路圖；
[0025]圖7A圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多通道同步采樣保持電路的一種示意性框圖；
[0026]圖7B圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多通道同步采樣保持電路的另一種示意性框圖；
[0027]圖8A圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多通道選擇器的一種示意性電路圖；
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