專(zhuān)利名稱(chēng)：有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡屬于模數(shù)轉(zhuǎn)換器制造領(lǐng)域。
如申請(qǐng)?zhí)枮?1109052、公告號(hào)為1312615、名稱(chēng)為“精度20位以上、速度20K Hz以上的模數(shù)轉(zhuǎn)換器”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，它由差動(dòng)放大器、中等精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及微處理器構(gòu)成。差動(dòng)放大器輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與微處理器相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端與微處理器相連。
又如申請(qǐng)?zhí)枮?0104891、公告號(hào)為1058678、名稱(chēng)為“高速高精度模數(shù)變換器”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，它包括三個(gè)用于接收輸入模擬信號(hào)的采樣保持單元，用于對(duì)所述模擬信號(hào)作粗略模數(shù)轉(zhuǎn)換的粗變換ADC單元，用于把所述粗變換ADC單元的輸出數(shù)字信號(hào)變換為相應(yīng)模擬信號(hào)的數(shù)模變換單元即DAC單元，用于把所述的輸入模擬信號(hào)與所述DAC單元輸出的模擬信號(hào)相減并加以放大的差分放大單元，用于連接所述的采樣保持單元與所述的粗變換ADC單元及所述的差分放大單元的六個(gè)模擬開(kāi)關(guān)單元，用于對(duì)所述差分放大單元的輸出模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換的精變換ADC單元，用于把所述粗變換ADC單元及所述精變換ADC單元的輸出數(shù)字信號(hào)加以組合產(chǎn)生出完整的與所述輸入模擬信號(hào)相應(yīng)的所述數(shù)字信號(hào)的組合邏輯單元，用于控制所述采樣保持單元、模擬開(kāi)關(guān)單元、粗變換和精變換ADC單元、組合邏輯單元以及DAC單元的時(shí)序控制單元。
它們的缺點(diǎn)在于這種二次變換的高精度數(shù)字輸出與原始信號(hào)會(huì)有加大誤差。
本發(fā)明的特征在于，它含有本身的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)在電路連接上實(shí)行有效隔離的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，為上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬電路部分供電的模擬DC/DC電源模塊和改進(jìn)的π型電源濾波電路，和上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器模擬電路部分相連的高精度參考電平芯片，向上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字部分供電的數(shù)字DC/DC電源模塊，以及和上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字部分相連的高精度溫補(bǔ)晶體振蕩器。所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是Burr-Brown公司的24位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1210；所述的模擬DC/DC電源和數(shù)字DC/DC電源是日本LAMBDA公司的PC1R5-5-5電源模塊；所述的高精度參考電平芯片是AD公司的AD780BN芯片；所述的微處理器是Intel公司的16位單片機(jī)MCS-80196；所述的PCI接口芯片是PLX公司的PCI9052；所述的雙口RAM是IDT公司的7132芯片；所述的高精度溫補(bǔ)晶體振蕩器是北京科瑞斯特公司的溫補(bǔ)10M晶振；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器經(jīng)隔離光耦芯片和微處理器相連，微處理器通過(guò)雙口RAM和PCI接口芯片相連。
實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目的。
圖2.本發(fā)明所述模數(shù)轉(zhuǎn)換卡的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分與光耦隔離部分的電路原理圖。
圖3.本發(fā)明所述微處理器和PCI接口芯片部分的電路原理圖。
配置芯片93CS66的配置信號(hào)管腳與PCI9052相應(yīng)端相連。芯片PCI9052的LW/R#、LRDYi#信號(hào)經(jīng)反相芯片74LS04(未畫(huà))后輸出的R/WR、BUSYR與IDT7132的相應(yīng)端相連。芯片PCI9052的LAD7-LADO信號(hào)與IDT7132的相應(yīng)端I/O7R-I/O0R相連。IDT7132的R/WL、OEL、I/O7L-I/O0L分別與微處理器的相應(yīng)端相連。微處理器的AD7-ADO信號(hào)通過(guò)鎖存芯片74HC373以及AD8-AD15信號(hào)分別與微處理器的外圍RAM芯片6264(未畫(huà))和ROM芯片2764(未畫(huà))相應(yīng)端相連。
本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)0-5V、4-20mA模擬信號(hào)(如標(biāo)準(zhǔn)傳感器模擬信號(hào))的24位數(shù)字轉(zhuǎn)換，最終可以得到有效精度不少于20位的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果。它可以通過(guò)PCI接口與PC機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)向PC機(jī)的傳輸和PC機(jī)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制。也可以通過(guò)PC串行口來(lái)達(dá)到上述目的。
權(quán)利要求
1.有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，含有模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和PCI接口芯片，其特征在于，它含有本身的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)在實(shí)行有效隔離的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，為上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬電路部分供電的模擬DC/DC電源模塊和改進(jìn)的π型電源濾波電路，和上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器模擬電路部分相連的高精度參考電平芯片，向上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字部分供電的數(shù)字DC/DC電源模塊，以及和上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字部分相連的高精度溫補(bǔ)晶體振蕩器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器經(jīng)隔離光耦芯片和微處理器相連，微處理器通過(guò)雙口RAM和PCI接口芯片相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是Burr-Brown公司的24位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1210。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的模擬DC/DC電源模塊和數(shù)字DC/DC電源模塊是日本LAMBDA公司的PC1R5-5-5電源模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的高精度參考電平芯片是AD公司的AD780BN芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的微處理器是Intel公司的16位單片機(jī)MCS-80196。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的PCI接口芯片是PLX公司的PCI9052芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的雙口RAM是IDT公司的7132芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述的高精度溫補(bǔ)晶體振蕩器是北京科瑞斯特公司的溫補(bǔ)10M晶體振蕩器。
全文摘要
有效精度超過(guò)20位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換卡屬于模數(shù)轉(zhuǎn)換器制造領(lǐng)域，其特征在于，它含有本身的模擬、數(shù)字信號(hào)相隔離的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，向模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬電路供電的模擬DC/DC電源模塊和改進(jìn)的濾波電路，同時(shí)與上述高精度轉(zhuǎn)換部分相連的高精度參考電平芯片，向模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字電路供電的數(shù)字DC/DC電源模塊以及數(shù)字部分的高精度溫補(bǔ)晶振。此外，該模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可經(jīng)隔離光耦芯片與微處理器相連，微處理器可以經(jīng)串行口或PCI接口與PC機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果向PC機(jī)傳輸和PC機(jī)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)0－5V、4－20mA的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)的24位數(shù)字轉(zhuǎn)換，最終可得到有效精度超過(guò)20位的數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果。
文檔編號(hào)H03M1/06GK1405980SQ0214631
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月24日
發(fā)明者于慶廣, 方杰 申請(qǐng)人:清華大學(xué)