[发明专利]一种量程可调的高精度模数转换器

权利要求书

1.一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：包括可配置电平转换单元(10)、电压跟随器(21)、模数转换器(22)和可配置寄存器(23)；

所述可配置电平转换单元(10)根据可配置寄存器(23)输出的多位宽数字码B:0进行配置，对输入电压信号Vin进行相应的电平转换，并将处理后的电压信号V1送至电压跟随器(21)的输入端；

所述电压跟随器(21)根据可配置电平转换单元(10)送来的电压信号V1，输出电压信号V2送至模数转换器(22)，保证模数转换器(22)能够接收到一个驱动能力足够的电压信号；

所述模数转换器(22)对电压跟随器的输出电压信号V2进行模数转换，得到与模拟电压信号V2相匹配的多位宽数字码A:0；

所述可配置寄存器(23)由外部串口或SPI串口进行数据配置，产生多位宽数据B:0输入到可配置电平转换单元(10)，为可配置电平转换单元(10)提供配置信息。

2.根据权利要求1所述的一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：所述可配置电平转换单元(10)包括电平放大电路(11)、电平衰减电路(12)、第一开关S1、第二开关S2以及第三开关S3；

所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3在同一时刻有且仅有一个开关处于闭合状态，其它两个开关处于打开状态；当第一开关S1闭合时，输入电压信号Vin经过电平放大电路(11)处理后发送给电压跟随器(21)；当第二开关S2闭合时，输入电压信号Vin经过电平衰减电路(12)处理后发送给电压跟随器(21)；当第三开关S3闭合时，输入电压信号Vin直接发送给电压跟随器(21)；电平放大电路(11)对输入电压信号Vin进行放大处理；电平衰减电路(12)对输入电压信号Vin进行衰减处理。

3.根据权利要求2所述的一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：所述电平放大电路(11)包括运算放大器、(n+1)个电阻和n个开关；电平放大电路的连接方式为待检测的输入电压信号Vin接运算放大器输入正端；R11一端接运算放大器的负端，另一端接地；R21一端接运算放大器的负端，另一端接S11的一端；R22一端接运算放大器的负端，另一端接S12的一端；R23一端接运算放大器的负端，另一端接S13的一端；以此类推，最后R2n一端接运算放大器的负端，另一端接S1 n的一端；S11、S12、S13、一直到S1 n的另一端统一接V1。

4.根据权利要求3所述的一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：所述(n+1)个电阻均为阻值相等的电阻。

5.根据权利要求3所述的一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：通过控制开关S11、S12、S13…、S1 n闭合的个数配置电平放大电路的电压放大倍数。

6.根据权利要求2所述的一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：所述电平衰减电路(12)包括运算放大器、(n+1)个电阻和n个开关；

待检测的输入电压信号Vin接运算放大器输入正端，运算放大器的负端与其输出VO1相连；R31一端接运算放大器的输出端，另一端一路接R41的一端，另一路接S21的一端；R41的另一端一路接S22的一端，另一路接R42的一端；R42的另一端一路接S23的一端，另一路接R43的一端，以此类推，最后R4n一端一路接R4(n-1)的一端，另一路接S2n的一端，R4n另一端接地；S21、S22、S23、一直到S2n的另一端全部接V1。

7.根据权利要求6所述的一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：所述(n+1)个电阻均为阻值相等的电阻。

8.根据权利要求6所述的一种量程可调的高精度模数转换器，其特征在于：通过控制开关S21、S22、S23…、S2n，将待检测信号Vin衰减为原来的1/(n+1)、2/(n+1)、3/(n+1)…、n/(n+1)等不同比例，控制开关的配置信息由可配置寄存器提供(23)；通过适当选取电阻的个数n，即可调整电平衰减电路中衰减档位的个数。