一种增加变频器模拟输入采样精度的电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种增加变频器模拟输入采样精度的电路，设置在被检测模块和单片机之间，包括电压跟随器，所述电压跟随器的一端与所述单片机的ADC引脚相连接，所述电压跟随器的另一端与电阻R1的一端、电容C1的一端、电阻R2的一端相连；所述电容C1的另一端接地；所述电阻R1的另一端接所述单片机的I/O端口；所述电阻R2的另一端与被检测模块相连接；所述电压跟随器与多个所述单片机的ADC引脚采样连接。有益效果是：在不使用昂贵的ADC的情况下，利用对单片机的ADC引脚过采样操作，在现有低分辨率ADC基础上，提高了电压信号采集分辨率。
【专利说明】
一种増加变频器模拟输入采样精度的电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及技术领域，尤其是涉及一种增加变频器模拟输入采样精度的电 路。
【背景技术】
[0002] 在变频器的电路设计中需要使用模/数转换器(ADC)采集模拟信号，并将其转换为 数字信号。当信号很微弱或信号变化量很小时，低分辨率的模/数转换器将检测不到信号或 信号的变化。目前通常先将信号放大滤波，再用低或中分辨率的ADC进行采样，转化为数字 信号后，再做信号处理，采用上述结构，但是其具有繁琐的模拟电路，不易生产和加工。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型提供一种增加变频器模拟输入采样精度的电路，以解决现有技术中的 采样精度不高的问题。
[0004] 本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005] -种增加变频器模拟输入采样精度的电路，设置在被检测模块和单片机之间，包 括电压跟随器，所述电压跟随器的一端与所述单片机的ADC引脚相连接，所述电压跟随器的 另一端与电阻R1的一端、电容C1的一端、电阻R2的一端相连；
[0006] 所述电容C1的另一端接地;所述电阻R1的另一端接所述单片机的I/O端口；所述电 阻R2的另一端与被检测模块相连接；
[0007] 所述电压跟随器与多个所述单片机的ADC引脚采样连接。
[0008] 作为优选的技术方案，所述电压跟随器的型号为IC805C或LM358。
[0009]本实用新型具有的有益效果：在不使用昂贵的ADC的情况下，利用对单片机的ADC 引脚过采样操作，在现有低分辨率ADC基础上，提高了电压信号采集分辨率。
【附图说明】
[0010] 为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011] 图1为本实用新型:一种增加变频器模拟输入采样精度的电路的结构示意图；
[0012] 图2为本实用新型:一种增加变频器模拟输入采样精度的电路的拓扑示意图。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0014] 参照图1所示，一种增加变频器模拟输入采样精度的电路，设置在被检测模块2和 单片机1之间，包括电压跟随器3,所述电压跟随器3的一端与所述单片机1的ADC引脚相连 接，所述电压跟随器3的另一端与电阻R1的一端、电容C1的一端、电阻R2的一端相连;所述电 容C1的另一端接地;所述电阻R1的另一端接所述单片机的I/O端口；所述电阻R2的另一端与 被检测模块2相连接;所述电压跟随器3与多个所述单片机的ADC引脚采样连接。
[0015] 本实用新型的所述电压跟随器3的型号为IC805C或LM358。
[0016] 具体原理如下：
[0017]参照图2所示。本电路利用过采样技术提高AD转换器的采样精度一一由10位ADC提 高到11位ADC。
[0018] 对于10位ADC，其分别率为：
[0019] . (1)
[0020] 对于11位ADC，其分别率为： _]
(2)
[0022]由于电压跟随器IC805C的输入阻抗无穷大，所以流入电压跟随器IC805C的10引脚 的电流无限趋于0。当单片机的102引脚输出高电平(5V)时，对节点N1，由基尔霍夫电流定律 可知：
[0023] 一 一 (3)
[0024]式中：Ui〇2为单片机102引脚的输出电压；
[0025] Uni为引入的噪声电压(在N1处，噪声电压与模拟输入电压叠加）；
[0026] Uai为模拟输入电压；
[0027] 假设，模拟输入为0V，将U1Q2 = 5V，R1Q5 = 205K，R1Q6 = 0 · IK，Uai = 0V代入（3)式，整理 得：
[0028] (4)
[0029]由于单片机ADC两输入通道AN2_2、AN2_5接地为0V。电压跟随器IC805C的输出送入 AN2_3、AN2_4两个ADC通道。因此，在一个采样周期内，可以得到4个样本，即4倍过采样。
[0030]假设没有引入噪声引入的时候，ADC采样上的电压真实反映输入的电压，那么小于 4.88mv的话，如ADC在2.44mv时数据输出为0。
[0031]现在用4倍过采样来提高1位的分辨率，当引入2.44mV(1LSB)的噪声电压，进行多 次采样后得到的结果如下所示。
[0032]
[0034] ADC的和为4.88mV+4.88mV = 9.76mV，那么四次采样的平均值为9.76mv/4 = 2.44mV，即得到了 11位ADC的分辨率LSBn = 2.44mV。实现了将10位ADC变为11位ADC。
[0035] 本实用新型（1)当前精度不满足要求的情况下，可以利用现有条件，不必更换单片 机，降低成本。
[0036] 2)利用此方法理论上，如果ADC速度够快，可以无限提高ADC的分辨率，有较高的灵 活性。而传统ADC的精度不可调，灵活性差。
[0037] 3)平均了量化噪声，改善了 SNR，这将增加 ΕΝ0Β并减少量化误差。快速的ADC和低内 存消耗。
[0038] 4)过采样技术可以在不使用昂贵的片外ADC的情况下提高测量分辨率。
[0039]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种增加变频器模拟输入采样精度的电路，设置在被检测模块和单片机之间，其特 征在于，包括电压跟随器，所述电压跟随器的一端与所述单片机的ADC引脚相连接，所述电 压跟随器的另一端与电阻Rl的一端、电容Cl的一端、电阻R2的一端相连； 所述电容Cl的另一端接地;所述电阻Rl的另一端接所述单片机的I/O端口；所述电阻R2 的另一端与被检测模块相连接； 所述电压跟随器与多个所述单片机的ADC引脚采样连接。2. 根据权利要求1所述的一种增加变频器模拟输入采样精度的电路，其特征在于，所述 电压跟随器的型号为IC805C或LM358。
【文档编号】H03M1/12GK205566266SQ201521110524
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月26日
【发明人】刘国鹰
【申请人】嘉兴丹那赫电子科技有限公司