[发明专利]串行采集模数信号转换器

说明书

技术领域

本发明属于电子领域，涉及一种串行采集模数信号转换器。

背景技术

随着数字电子技术的迅速发展，各种数字设备，特别是数字电子计算机的应用日益广泛，几乎渗透到国民经济的所有领域之中。数字计算机只能够对数字信号进行处理，处理的结果还是数字量，它在用于生产过程自动控制的时候，所要处理的变量往往是连续变化的物理量，如温度、压力、速度等都是模拟量，这些非电子信号的模拟量先要经过传感器变成电压或者电流信号，然后再转换成数字量，才能够送往计算机进行处理。

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

现有模数转换器对输入模拟信号逐周期比较，输出高频数字信号，不仅信息量大，对极短时间内的模拟量变化做分析不仅不经济，而且意义有限。

发明内容

为克服传统模数转换器只能即时记录模拟量并记录，数据量大且不经济的技术缺陷，本发明提供一种串行采集模数信号转换器。

本发明所述串行采集模数信号转换器，包括模拟输入端、时钟输入端和基准端，其特征在于：包括与模拟输入端连接的斜坡发生器，连接斜坡发生器控制端的间隔计数器；还包括比较器、与逻辑电路和输出计数器，所述比较器的输入端与斜坡发生器的输出端和基准端连接，所述比较器的输出端与时钟输入端连接与逻辑电路输入端，所述与逻辑电路输出端连接输出计数器。

优选的，所述时钟输入端与各个模块之间还连接有至少一个缓冲器。

具体的，所述斜坡发生器为电容和与电容并联的开关器件，所述开关器件的控制端为斜坡发生器控制端。

具体的，间隔计数器和/或输出计数器为采用分频级联的触发器。

进一步的，所述触发器为JK触发器。

具体的，所述与逻辑电路为与门。

采用本发明所述串行采集模数信号转换器，对输入的模拟信号进行分时平均化处理，屏蔽了小信号和杂波干扰，输出信号数据量小，处理速度和精度都得到了一定程度的提高，结合各种传感器，可以广泛运用于温度、环境噪声、气流、气压等方面的参数检测。

附图说明

图1示出本发明一种具体实施方式的示意图；

各图中附图标记为1-基准端2-模拟输入端3-时钟输入端4-缓冲器5-比较器6-与逻辑电路7-电容8-开关器件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明所述串行采集模数信号转换器，包括模拟输入端、时钟输入端和基准端，其特征在于：包括与模拟输入端连接的斜坡发生器，连接斜坡发生器控制端的间隔计数器；还包括比较器、与逻辑电路和输出计数器，所述比较器的输入端与斜坡发生器的输出端和基准端连接，所述比较器的输出端与时钟输入端连接与逻辑电路输入端，所述与逻辑电路输出端连接输出计数器。

模拟信号从模拟输入端2进入斜坡发生器，在斜坡发生器该模拟信号被积分并锁存，与从基准端输入的基准电压输入到比较器5中进行比较，输出一系列反映模拟信号的数字方波，与与逻辑电路6进行逻辑运算后输入到输出计数器中。

由于斜坡发生器的积分作用，使输出的方波反映了模拟信号一定时间内的平均变化量，该一定时间的长度由间隔计数器控制，可以是时钟输入端输入时钟信号周期的整数倍。

采用上述结构的电路对输入的模拟信号进行分时平均化处理，屏蔽了小信号和杂波干扰，输出计数器将数据存储或输出。

优选的，所述时钟输入端与各个模块之间还连接有至少一个缓冲器。

如图1所示，具体的，所述斜坡发生器为电容8和与电容并联的开关器件7，所述开关器件7的控制端，即图1中MOS管的栅极为斜坡发生器控制端。

具体的，间隔计数器和/或输出计数器为采用分频级联的触发器。采用分频级联形式的各种触发器作为计数器是本领域技术人员公知技术，可以采用各种触发器和各种连接方式实现不同的时间周期计数。

进一步的，所述触发器为JK触发器。

具体的，所述与逻辑电路6为与门。