[发明专利]一种提高AD分辨率的信号处理电路及其方法

说明书

本发明提供一种提高AD分辨率的信号处理电路及其方法，该电路包括连接于传感器、AD模数转换器之间的信号处理单元，该单元为由四个运放组成的四极运算放大电路，第一运放、第二运放、第三运放、第四运放的同相输入端均接Ui，第一运放的反相输入端接3/4Ur，第二运放的第一路反相输入接1/2Ur，第二运放的第二路反相输入接节点b，第三运放的第一路反相输入接1/4Ur，第三运放的第二路反相输入接节点d，第三运放的第三路反相输入接节点c，第四运放的第一路反相输入接节点e，第四运放的第二路反相输入接节点d，第四运放的第三路反相输入接节点c。本发明解决了现有技术中管转换速率低、成本高、供货紧张等问题，实现了高分辨率高精度AD采样，降低了成本。

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体涉及一种提高AD分辨率的信号处理电路以及应用该电路的方法。

背景技术

在模拟量处理的智能化系统中，模拟量必须先要转换成数字量，从而普遍都要用到模数转换器。由于目前市场上高速高分辨率的模数转换器价格居高不下，价格昂贵，且供货紧张，非但如此，这类转换器几乎由国外少数公司形成垄断，一年甚至更长周期的订货期，使用户苦不堪言。

如图1所示，通常峰值为Umax的信号通过运算放大器放大N倍、并使峰值达到满量程后经16位AD模数转换器的第一通道进行AD转换，之后由未处理器进行处理。随着选用AD芯片转换位数增加的同时，不仅转换速率降低而且也面临着成本的大幅度增加问题。

目前，多通道低位转换器不但成熟、低价而且供货充足，如果能利用这类转换器等经过简单变换，能提高分辨率，则用户不仅能降低成本，而且能够摆脱目前无货可买的困境，则具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高AD分辨率的信号处理电路及其管控方法，该系统和方法解决了现有技术中管转换速率低、成本高、供货紧张等问题，实现了高分辨率高精度AD采样，降低了成本。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种提高AD分辨率的信号处理电路，包括：连接于传感器、AD模数转换器之间的信号处理单元，信号处理单元为由四个运放组成的四极运算放大电路，AD模数转换器为14位AD模数转换器，第一运放、第二运放、第三运放、第四运放的同相输入端均接Ui，第一运放的反相输入端接3/4Ur，第二运放的反相输入端分为两路反相输入，第二运放的第一路反相输入接1/2Ur，第二运放的第二路反相输入接节点b，第三运放的反相输入端分为三路反相输入，第三运放的第一路反相输入接1/4Ur，第三运放的第二路反相输入接节点d，第三运放的第三路反相输入接节点c，第四运放的反相输入端分为三路反相输入，第四运放的第一路反相输入接节点e，第四运放的第二路反相输入接节点d，第四运放的第三路反相输入接节点c，第一运放的输出端接节点a，第二运放的输出端接节点f，第三运放的输出端接节点e。

进一步的方案是，节点a连接节点b，节点b连接节点c，节点f连接节点d，节点a与AD模数转换器的第一个转换通道连接，节点f与AD模数转换器的第二个转换通道连接，节点e与AD模数转换器的第三个转换通道连接，第四运放的输出端与AD模数转换器的第四个转换通道连接。

更进一步的方案是，第一运放的同相输入端连接有电阻R2，第一运放的反相输入端连接有电阻R3，第一运放的同相输入端与输出端之间连接有电阻R3，电阻R2的一端为采样信号输入端，电阻R3的一端接3/4Ur。

更进一步的方案是，第二运放的同相输入端连接有电阻R22，第二运放的第一路反相输入连接有电阻R23，第二运放的第二路反相输入连接有电阻R24，第二运放的同相输入端与输出端之间连接有电阻R21，电阻R22的一端为采样信号输入端，电阻R23的一端接1/2Ur。