可调节基准电压的模拟输入电路及包括该电路的调节系统的制作方法

文档序号:15653865发布日期:2018-10-12 23:34阅读:657来源:国知局

本实用新型涉及集成电路技术领域,特别是一种可调节基准电压的模拟输入电路及包括该电路的调节系统。



背景技术:

电路设计中常会用到模拟信号准换为数字信号,简称模数转换电路。

模数转换电路的基准电压是模数转换电路里用于确定目标测量电压的最高范围。因此基准电压的选取对模数转换的精度有所影响。例如型号为ADC0809的模数转换芯片,其电源电压范围是4.75V~5.25V。为计算方便,基准电压一般接5V,当输入电压为5V时,该模数转换芯片所转换的数字量为255。

当基准电压大时,输入信号的范围就大,模数转换电路转换的精度相对较低。反之基准电压小时,输入信号电压范围就小,模数转换电路转换精度较高。如,输入电压范围为0-2.5V,如基准电源用5V,转换成数字量的值为0-128,如果把基准电压定为2.5V,那么此时转换成的数字量就为0-255,精度提高了一位。

如图1所示,传统的模数转换电路包括一基准电源电路和与其串接的ADC模块。所述基准电源电路的核心是型号为TL431的可控精密稳压源,其基础连接如图2所示,该稳压源的内部基准电压为2.5V。其阴极一端通过限流电阻R3连接至供电Vdd,另一端输出基准电压,其阳极接地。图1作为可控基准电压的电路示意图,电阻R1和R2分别与所述可控精密稳压源的参考极连接,电阻R1的另一端接地,电阻R2的另一端连接至供电Vdd。上述两电阻与可控基准电压(Vref)的关系为Vref=(1+R2/R1)*2.5V。由此可以看到,该模数转换电路只有一个基准电压,无法实现对于转换精度的调控。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于提供一种可调节基准电压的模拟输入电路及包括该电路的调节系统,通过控制各受控支路的导通,将各受控支路中的电阻与第一电阻并联,从而实现不同组合。解决了现有技术模数转换电路只有一个基准电压,无法实现对于转换精度的调控的弊端。

为实现上述目标,所述可调节基准电压的模拟输入电路,包括基准电源电路和与其串接的ADC模块,所述基准电源电路包括一可控精密稳压源,所述可控精密稳压源的参考极一端连接一受控并联电路,另一端连接第二电阻;

所述可控精密稳压源的阴极一端通过限流电阻连接至供电端,另一端向所述ADC模块输出基准电压,阳极接地;

所述受控并联电路的阻值可调。

可选的,所述受控并联电路包括第一电阻;

至少一路与所述第一电阻并联的受控支路。

由上,通过选择设置受控支路的数量,可以实现不同种的组合,从而更灵活的实现对于基准电压的调节。

可选的,所述受控支路包括:支路通路开关,以及与所述支路通路开关串联的电阻。

由上,只需通过对支路通路开关的控制,即可实现该支路的通断,简化了控制过程。

可选的,所述支路通路开关至少包括以下之一:N沟道MOS管、三极管和单片机。

一种调节系统,包括上述可调节基准电压的模拟输入电路;

还包括控制模块,分别与所述各受控支路中的支路通路开关连接;

通信模块,与所述控制模块连接;

控制端,与所述通信模块连接。

由上,控制端通过通信模块下达控制指令,最终由控制模块控制各受控支路的导通,将各受控支路中的电阻与第一电阻并联,从而实现不同组合。解决了现有技术模数转换电路只有一个基准电压,无法实现对于转换精度的调控的弊端。

可选的,所述通信模块包括有线通信模块或无线通信模块。

由上,可以适配不同通信制式的控制终端。

可选的,所述无线通信模块至少包括以下之一:蓝牙通信模块、Wi-Fi通信模块和GSM通信模块。

由上,可以适配不同通信制式的无线控制终端。

附图说明

图1为现有技术模数转换电路的电路原理图;

图2为型号为TL431的可控精密稳压源的础连接电路图;

图3为包括可调节基准电压的模拟输入电路的调节系统的原理示意图。

具体实施方式

下面参见图3对本实用新型所述的一种可调节基准电压的模拟输入电路及包括该电路的调节系统进行详细说明。

本申请在图1所示的现有技术的基础上,对基准电源电路进行改进,以实现对于基准电压的多档调节。

具体的,如图3所示,采用一受控并联电路代替背景技术(图1)中的电阻R1,其余电路与现有技术相同。所述受控并联电路包括:

第一电阻R1’,与第二电阻R2串联。较佳的,所述第一电阻R1’的阻值与背景技术(图1)中的电阻R1阻值相同。

至少一路与所述第一电阻R1’并联的受控支路。本实施例中,包括两路受控支路,所述两路受控支路的结构相同。以第一受控支路为例说明,具体包括:N沟道MOS管Q1,该N沟道MOS管Q1的漏极(D)连接第三电阻RX1,栅极(G)连接第一控制端ctrl1,源级(S)接地。所述第三电阻RX1的另一端连接至前述第一电阻R1’与第二电阻R2的公共连接端。

而在具体应用中,可根据实际需求进行受控支路的数量扩充,在此不进行限定。

另外,在本申请电路中,还可采用单片机或者三极管代替N沟道MOS管,以起到支路通路开关的作用。

本申请所述的调节系统包括分别与各N沟道MOS管连接的控制模块,即前述的控制端(ctrl1、ctrl2等)。所述控制模块可通过单片机实现,其基本功能是接收外部(远程)的控制指令,并将上述指令转换为高、低电平,输出至与其连接的各N沟道MOS管,从而最终实现对于各N沟道MOS管通断的控制。

通信模块,与所述控制模块连接。所述通信模块包括有线通信模块或无线通信模块,所述有线通信模块包括RS485、RS232等通信模块,无线通信模块则包括蓝牙通信模块、Wi-Fi通信模块或GSM通信模块等等。

进一步的,还包括与所述通信模块连接的控制端,包括采用有线方式与通信模块连接的例如PC机等,还包括采用无线方式与通信模块连接的例如智能手机等。

本实施例中,控制端通过通信模块给控制模块下达控制指令,实现对于受控并联电路控制的工作原理如下:

当受控并联电路的第一控制端ctrl1和第二控制端ctrl2分别控制第一N沟道MOS管Q1和第二N沟道MOS管Q2截止时,受控并联电路的阻值RX为R1’的阻值。

当第一控制端ctrl1控制第一N沟道MOS管Q1导通,且第二控制端ctrl2控制第二N沟道MOS管Q2截止时,受控并联电路的阻值RX为RX=R1’*RX1/(R1’+RX1)。

当第一控制端ctrl1控制第一N沟道MOS管Q1截止,且第二控制端ctrl2控制第二N沟道MOS管Q2导通时,受控并联电路的阻值RX为RX=R1’*RX2/(R1’+RX2)。

当第一控制端ctrl1和第二控制端ctrl2分别控制第一N沟道MOS管Q1和第二N沟道MOS管Q2导通时,受控并联电路的阻值RX为RX=R1’*RX1*RX2/(RX1*RX2+R1’*RX1+R1’*RX2)。

所述电阻R1’、RX1和RX2与可控基准电压(Vref)的关系表示为:Vref=(1+R2/RX)*2.5V。

以ADC模块的转换精度(以8位ADC为例)为Vref/256为例,RX的等效值越小,基准电压值越大,输入范围越大,转换精度越低。反之RX的等效值越大,基准电压值越小,输入范围越小,转换精度越高。

本申请通过控制各受控支路的导通,将各受控支路中的电阻与第一电阻R1’并联,从而实现不同组合。解决了现有技术模数转换电路只有一个基准电压,无法实现对于转换精度的调控的弊端。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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