一种ADC状态检测系统的制作方法

本发明涉及模数转换器检测技术领域，特别涉及一种adc状态检测系统。

背景技术：

在模拟电路的应用中，模数转换器adc的功能是将模拟信号输出换成数字信号。有时候在某个电路中，实现一种功能需要用到两个adc工作，当一个adc故障时，可以用另一个adc作为备用。在当前的模拟电路应用中，检测微控制单元mcu(microcontrolunit)中两个adc状态是否正常的方法是用该微控制单元mcu内一带隙基准电压源(bandgapreferencevoltage)3分别为第一模数转换器adc1和第二模数转换器adc2提供输入电压，如果模数转换器adc输出的数字信号与带隙基准电压在相同转换系数下对应的数字信号相同，说明模数转换器adc状态正常，如果有差异，说明模数转换器adc状态异常，带隙基准电压可例如为5v，作为第一模数转换器adc1和第二模数转换器adc2的输入电压，如图1所示。但是当模拟电路中的硬件元件老化或者损坏时，带隙基准电压会发生变化，此时，两个adc的状态都会被错误检测，从而两个adc都不能工作。

为了解决上述问题，我们的解决办法通常是更换硬件元件或者pcb板子，维修过程比较困难，且浪费时间和财力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种adc状态检测系统，利用两个参考电压源分别为两个模数转换器提供输入电压，通过分别比较两个参考电压源输出电压对应的数字信号与对应的模数转换器输出的数字信号是否相等，以判断两个adc状态是否正常。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种adc状态检测系统，所述系统用于对第一模数转换器adc和第二模数转换器adc的状态进行检测，所述系统包括：第一参考电压源，与所述第一模数转换器adc的输入端连接，用于向所述第一模数转换器adc提供参考电压a；第二参考电压源，与所述第二模数转换器adc的输入端连接，用于向第二模数转换器adc提供参考电压c；以及判断模块，该模块用于：当所述第一模数转换器adc所输出的对应于所述参考电压a的数字信号b与所述第一参考电压源提供的参考电压a对应的数字信号b′相等时，判断所述第一模数转换器adc状态正常；及当所述第二模数转换器adc所输出的对应于所述参考电压c的数字信号d与所述第二参考电压源提供的参考电压c对应的数字信号d′相等时，判断所述第二模数转换器adc状态正常。

进一步的，所述判断模块包括：比较模块，与所述第一模数转换器adc的输出端以及所述第二模数转换器adc的输出端连接，可用于对所述第一模数转换器adc转换的数字信号b与所述第一参考电压源提供的参考电压a对应的数字信号b′进行比较；及对所述第二模数转换器adc转换的数字信号d与所述第二参考电压源提供的参考电压c对应的数字信号d′进行比较。

进一步的，所述系统还包括：信号转换模块，与所述第一参考电压源及所述第二参考电压源的输出端连接，可用于将所述第一参考电压源提供的参考电压a转换为对应的所述数字信号b′及将所述第二参考电压源提供的参考电压c转换为对应的所述数字信号d′。

进一步的，所述信号转换模块还用于：以所述第一模数转换器adc的转换系数对所述第一参考电压源提供的参考电压a进行转换，及以所述第二模数转换器adc的转换系数对所述第二参考电压源提供的参考电压c进行转换。

相对于现有技术，本发明所述的adc状态检测系统具有以下优势：

本发明所述的adc状态检测系统利用第一参考电压源和第二参考电压源分别为第一模数转换器adc和第二模数转换器adc提供参考电压，通过分别比较第一模数转换器adc所输出的数字信号与第一参考电压源提供的参考电压对应的数字信号是否相等，及第二模数转换器adc所输出的数字信号与第二参考电压源提供的参考电压对应的数字信号是否相等，判断第一模数转换器adc和第二模数转换器adc状态是否正常，相比于现有模拟电路中利用同一个带隙基准电压源提供带隙基准电压并进行比较，可能出现因带隙基准电压发生变化导致adc的状态被误判，本发明提高了判断的可靠性，当其中一个参考电压有误差时，并不影响对另一个adc的判断。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为现有模拟电路检测adc状态的系统模块图；

图2为本发明实施方式所述的一种adc状态检测系统的示意图；

图3为本发明另一实施方式所述的一种adc状态检测系统的示意图；

图4为本发明实施方式所述的一种adc状态检测方法的流程图；

图5为本发明实施方式所述的一种adc状态检测系统模块图。

附图标记说明：

1第一模数转换器adc2第二模数转换器adc3带隙基准电压源

4第一参考电压源5第二参考电压源6判断模块7信号转换模块

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

图2为本发明实施方式所述的一种adc状态检测系统的示意图，该系统用于对第一模数转换器adc1和第二模数转换器adc2的状态进行检测，包括：第一参考电压源4，与第一模数转换器adc1的输入端连接，用于向第一模数转换器adc1提供参考电压a；第二参考电压源5，与第二模数转换器adc2的输入端连接，用于向第二模数转换器adc2提供参考电压c；以及判断模块6，用于：当第一模数转换器adc1所输出的对应于参考电压a的数字信号b与第一参考电压源4提供的参考电压a对应的数字信号b′相等时，判断第一模数转换器adc1状态正常；及当第二模数转换器adc2所输出的对应于参考电压c的数字信号d与第二参考电压源5提供的参考电压c对应的数字信号d′相等时，判断第二模数转换器adc2状态正常。

可以理解，第一参考电压源4提供的参考电压a可与第二参考电压源5提供的参考电压c不同，只需保证参考电压a及参考电压c分别在第一模数转换器adc1和第二模数转换器adc2的转换范围即可。

本发明利用两个参考电压源分别对两个模数转换器提供参考电压，然后分别比较模数转换器输出的数字信号是否与相应的参考电压源提供的参考电压对应的数字信号相等，进而判断模数转换器的状态是否正常，相比于利用同一个带隙基准电压源提供带隙基准电压并进行数字信号间的比较，本发明可以实现当其中一个参考电压出现误差时，对另一adc的判定不产生干扰，提高了判断的可能性，节省了更换元件的时间且提高了经济型。

图3为本发明另一实施方式所述的一种adc状态检测系统的示意图，该系统包括：第一参考电压源4，其输出端分别与第一模数转换器adc1和信号转换模块7连接，用于提供参考电压a；第二参考电压源5，其输出端分别与第二模数转换器adc2和信号转换模块7连接，用于提供参考电压c；信号转换模块7，用于将第一参考电压源4提供的参考电压a转换为对应的数字信号b′及将第二参考电压源5提供的参考电压c转换为对应的数字信号d′；以及判断模块6包括：比较模块，与第一模数转换器adc1、第二模数转换器adc2以及信号转换模块7的输出端连接，用于对第一模数转换器adc1转换的数字信号b与信号转换模块7转换的数字信号b′进行比较；及对第二模数转换器adc2转换的数字信号d与信号转换模块7转换的数字信号d′进行比较，当数字信号b与数字信号b′相等时，判断模块判定第一模数转换器adc1状态正常，当数字信号d与数字信号d′相等时，判定第二模数转换器adc2状态正常。

其中，信号转换模块7还用于：以第一模数转换器adc1的转换系数对第一参考电压源4提供的参考电压a进行转换，及以所述第二模数转换器adc2的转换系数对所述第二参考电压源5提供的参考电压c进行转换。

可以理解，第一模数转换器adc1将第一参考电压源4提供的参考电压a转换为数字信号b，信号转换模块7将参考电压a转换为数字信号b′，在第一模数转换器adc1与信号转换模块7转换系数相同的情况下，数字信号b与数字信号b′的值应该是相同的，若不同，则说明第一模数转换器adc1状态异常，出现了故障；同理，在第二模数转换器adc2与信号转换模块7转换系数相同的情况下，若第二模数转换器adc(2)转换的数字信号d与信号转换模块7转换的数字信号d′的值不同，则说明第二模数转换器adc2状态异常。

图4为本发明实施方式所述的一种adc状态检测方法的流程图，所述方法包括：

步骤401，第一参考电压源输出参考电压a。

步骤402，第一模数转换器adc将参考电压a转换为数字信号b。

步骤403，以第一模数转换器adc的转换系数将参考电压a转换为数字信号b′。

其中，第一模数转换器adc的转换系数为该转换器状态正常时的转换系数，可通过另一与第一模数转换器adc相同转换系数的无故障的模数转换器将参考电压a转换为数字信号b′。

可以理解，为保证转换的准确性，参考电压a应不超过转换器的限值。

步骤404，判断数字信号b与数字信号b′是否相等，若判断结果为“是”，则执行步骤405，反之，则执行步骤“406”。

步骤405，判定adc状态正常。

步骤406，判定adc状态不正常。

一方面，第一参考电压源提供的参考电压a由第一模数转换器adc转换为数字信号b，另一方面，由以第一模数转换器adc的转换系数转换为数字信号b′，其中，第一模数转换器adc的转换系数为该转换器状态正常时的转换系数，可以理解，同一模拟输入量经过同一转换系数进行转换，得到的数字量转换应该是相同的，故若数字信号b与数字信号b′不相同，而数字信号b′为准确的参照量的情况下，则说明第一模数转换器adc转换得到的数字信号b有误差，第一模数转换器adc的状态异常。

步骤407，第二参考电压源输出参考电压c。

步骤408，将参考电压c转换为数字信号d。

步骤409，将参考电压c转换为数字信号d′。

其中，第二模数转换器adc的转换系数为该转换器状态正常时的转换系数，可通过另一与第二模数转换器adc相同转换系数的无故障的模数转换器将参考电压c转换为数字信号d′。

可以理解，为保证转换的准确性，参考电压c应不超过转换器的限值。

步骤410，判断数字信号d与数字信号d′是否相等，若判断结果为“是”，则执行步骤405，反之，则执行步骤“406”。

一方面，第二参考电压源提供的参考电压c由第二模数转换器adc转换为数字信号d，另一方面，由以第一模数转换器adc的转换系数转换为数字信号d′，其中，第一模数转换器adc的转换系数为该转换器状态正常时的转换系数，可以理解，同一模拟输入量经过同一转换系数进行转换，得到的数字量转换应该是相同的，故若数字信号d与数字信号d′不相同，而数字信号d′为准确的参照量的情况下，则说明第二模数转换器adc转换得到的数字信号d有误差，第二模数转换器adc的状态异常。

可以理解，参考电压a和参考电压c可为相同值，也可为不同值，只要保证是两个不同的参考电压源输出即可。

利用两个参考电压源分别对两个模数转换器提供参考电压，然后分别比较模数转换器输出的数字信号是否和与相应模数转换器相同转换系数转换同一参考电压得到的数字信号相等，进而可判断该模数转换器的状态是否正常。通过以上方法，可以实现当其中一个参考电压出现误差时，对另一模数转换器adc的判定不产生影响，提高了判断的可能性，节省了更换元件的时间且提高了经济型，此外，运用这种电路设计，当某一个参考电压发生变化，而另一个参考电压仍为准确值时，参考电压发生变化的电路支路会对adc产生误判，导致该adc无法使用，而另一参考电压为准确值的电路支路会对adc模组进行正常判定，在判定状态正常后，该电路正常运行，相比于由同一个参考电压源提供参考电压，在该参考电压发生变化时导致两个adc的状态都被错误检测，本发明提高了电路功能的有效性。

图5为本发明实施方式所述的一种adc状态检测系统模块图，该系统用于对微控制单元mcu(microcontrolunit)中的第一模数转换器1和第二模数转换器2的状态进行检测，包括：第一参考电压源4，外接于微控制单元mcu，并与第一模数转换器1的输入端连接，用于提供参考电压a；以及第二参考电压源5，外接于微控制mcu，并与第二模数转换器2的输入端连接，用于提供参考电压c。

其中，参考电压a及参考电压c可为相同值，可例如为5v。

具体的，第一参考电压源4输出参考电压a至第一模数转换器1，经转换后得到数字信号b，若该数字信号b与第一参考电压源4提供的参考电压a对应的数字信号b′相等，则可判断第一模数转换器1状态正常；第二参考电压源5输出参考电压c至第二模数转换器2，经转换后得到数字信号d，若该数字信号d与第二参考电压源5提供的参考电压c对应的数字信号d′相等，则可判断第二模数转换器2状态正常。

其中，第一参考电压源4提供的参考电压a对应的数字信号b′可通过另一与第一模数转换器1相同转换系数的无故障的模数转换器转换得到；第二参考电压源5提供的参考电压c对应的数字信号d′可通过另一与第二模数转换器2相同转换系数的无故障的模数转换器转换得到。此处的转换系数应为转换器状态正常时的转换系数。

第一参考电压源4及第二参考电压源5可采用ti公司发售的ief参考电源，输出电压稳定，且精度较高。

本发明通过对第一模数转换器1和第二模数转换器2分别外接一参考电压源进行状态检测，相比于用同一电压源输出电压对两个模数转换器进行检测，可防止该电压源发生变化时，对两个模数转换器错判，从而导致两个模数转换器都不能工作，实现不了电路设定的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。