專利名稱：一種高精度信號采樣電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于測控電路領域，具體涉及一種高精度信號采樣電路。
背景技術：
隨著全球智能化水平的不斷提升，各類信號采樣的精度要求越來越高。在汽車領 域中，控制器中的信號采樣電路將電機狀態(tài)、電池狀態(tài)、發(fā)動機狀態(tài)信號發(fā)送給整車，整車 根據(jù)實時的零部件狀態(tài)做出相應的控制策略，因此，信號采樣的精度是影響整車性能的重 要因素之一。在信號采樣電路中，傳感器自身精度受產(chǎn)品自身的性能決定，無法通過改善傳 感器自身的精度來提高信號采樣的精度。現(xiàn)有的信號采樣技術，大部分方案采用外置A/D進行采樣，此方案采樣精度高，但 是外置A/D轉(zhuǎn)換器價格昂貴，以致信號采樣方案成本較高。而對于采用單片機內(nèi)置A/D進 行信號采樣的方案，如不能處理好A/D參考電壓精度，就會造成信號采樣精度低，容易因參 考電壓的波動影響模擬信號采樣的精度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單，能降低開發(fā)成本，且采樣精度高的信號采樣 電路。本發(fā)明所述的一種高精度信號采樣電路，包括處理器、與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接 口 A/Dn相連的濾波電路，其特征是還包括與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓 Vref,與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/D0連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考 電壓Vref，由電源VCC提供；處理器采集精密電壓Vpre，通過接口 A/D0讀取A/D轉(zhuǎn)換器采 樣值，校正參考電壓Vref，采集模擬信號Vin-n，通過接口 A/Dn讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣量，計 算模擬信號電壓大小。處理器為本電路的核心處理部分，負責各路信號的采樣、A/D轉(zhuǎn)換以及信號的計算 處理；濾波電路將輸入信號濾波后變成模擬信號Vin-n，并送入處理器的A/D轉(zhuǎn)換器進行模
/數(shù)轉(zhuǎn)換。參考電壓Vref為處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器提供參考電壓信號，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的采 樣精度(假設A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)為N)，將參考電壓Vref平均分成2N_1份，每份電壓大小為Vref/ (2N-1 )，處理器通過讀取A/D轉(zhuǎn)換器的采樣量來計算采樣的模擬信號電壓大小。精密電壓Vpre用于校正處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓Vref，提高信號采樣精 度；處理器采樣精密電壓Vpre，通過轉(zhuǎn)換接口 A/D0讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣值，校正參考電壓 Vref大小，假設處理器的A/D轉(zhuǎn)換器的模擬采樣為N位精度，則共有2N_1個量階，假設讀取 A/D轉(zhuǎn)換器Vpre對應的采樣樣點為Ni，則Vref校正值為
Vref = Vpre* (2N-1) /Ni
與現(xiàn)有的技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、本發(fā)明為不能或不容易提供高精密參考電壓Vref的采樣系統(tǒng)提供了高精度的信號采樣方案。2、和普通的信號采樣電路不同的是本發(fā)明對參考電壓Vref的精度要求低，可以 不需要標定而大規(guī)模批量應用，特別是在車用控制器需要高精度采樣時。3、在保證信號采樣精度前提下，采樣電路簡單，成本低。
圖1為本發(fā)明的電路原理示意圖； 圖2為本發(fā)明的軟件實施流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明所述的一種高精度信號采樣電路，包括處理器1、與處理器1內(nèi) 置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/Dn相連的濾波電路2，與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓Vref， 與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/D0連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考電壓 Vref，由電源VCC提供。電源VCC經(jīng)電阻R分壓，穩(wěn)壓二極管Dl穩(wěn)壓，接處理器1內(nèi)置A/D 轉(zhuǎn)換接口 A/D0。處理器1的參考電壓端VrefL接地。處理器1為本電路的核心處理部分，負責各路信號的采樣、A/D轉(zhuǎn)換以及信號的計 算處理；濾波電路2將輸入信號濾波后變成模擬信號Vin-n，并送入處理器的A/D轉(zhuǎn)換端口 進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。如圖2所示，本發(fā)明的軟件實施流程為處理器1采集精密電壓Vpre，通過接口 A/ DO讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣值，校正參考電壓Vref，設處理器1的A/D轉(zhuǎn)換器的模擬采樣為12 位精度，則共有4095個量階，假設讀取A/D轉(zhuǎn)換器Vpre對應的采樣樣點為m，則Vref校正 值為
Vref = Vpre*4095/Nl
處理器1采集模擬信號Vin-n，通過接口 A/Dn讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣量，假設讀取A/D轉(zhuǎn) 換器Vin-n對應的采樣樣點為N2，則Vin-n大小值為 Vin-n = Vref*N2/4095
本發(fā)明將一小于參考電壓Vref的高精度精密電壓Vpre輸入到采樣端口，通過采樣 Vpre電位來時時校正A/D參考電壓Vref，最后根據(jù)校正后的Vref來計算濾波電路輸出的 電壓信號Vin-n，由此可以減少由于參考電壓Vref的不穩(wěn)定或電壓的紋波過大造成的采樣 誤差，提高本電路模擬信號采樣的精度。
權利要求
1. 一種高精度信號采樣電路，包括處理器(1 )、與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/Dn相連 的濾波電路(2 )，其特征是還包括與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓Vref，與處 理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口 A/D0連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考電壓Vref， 由電源VCC提供；所述處理器采集精密電壓Vpre，通過接口 A/D0讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣值， 校正參考電壓Vref，采集模擬信號Vin-n，通過接口 A/Dn讀取A/D轉(zhuǎn)換器采樣量，計算模擬 信號電壓大小；所述處理器校正參考電壓Vref的方法為設處理器的A/D轉(zhuǎn)換器的模擬采樣為N位 精度，則共有2N-1個量階，假設讀取A/D轉(zhuǎn)換器Vpre對應的采樣樣點為m，則Vref校正值 為Vref = Vpre* (2n_1)/N1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度信號采樣電路，包括處理器、與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口A/Dn相連的濾波電路，其特征是還包括與處理器參考電壓端VrefH連接的參考電壓Vref，與處理器內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換接口A/D0連接的精密電壓Vpre，所述精密電壓Vpre小于參考電壓Vref，由電源VCC提供。它結構簡單，開發(fā)成本低，采樣精度高。
文檔編號G05B19/04GK102096383SQ20101060749
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者張友群, 樸昌浩, 李鴻, 楊輝前, 甘德洪 申請人:重慶金美通信有限責任公司, 重慶長安新能源汽車有限公司, 重慶長安汽車股份有限公司