专利名称：模数转换电路及检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种模数转换电路及检测装置。
背景技术：
随着检测技术的发展，尤其是电子称的出现，已经成为商业称重中常用的电子设备。该电子称包括重量传感器、模数转换电路和微处理器，称重时，由模数转换电路将重量传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便微处理器的分析和处理。由于模数转换电路的增益为一固定值，在检测较小的输入信号时，其精度较低，不适于人们使用，亟需改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种模数转换电路，旨在实现模数转换电路的增益可调，从而提闻检测的精度。为了实现发明目的，本发明提供一种模数转换电路，包括依次连接的信号输入端、采样电容器组、积分器子电路和量化器，所述模数转换电路还包括反馈电容器组、为所述积分器子电路和所述量化器提供时钟信号的时钟发生器以及配置所述采样电容器组和所述反馈电容器组的电容量的数字控制器，所述反馈电容器组的反馈端与所述量化器的输出端连接，所述反馈电容器组的输出端并联在所述采样电容器组的输出端。优选地，所述积分器子电路包括第一级积分器和后级积分器，所述第一级积分器和所述后级积分器串联，所述采样电容器组和所述第一级积分器串联，所述时钟发生器包括第一信号输出端和第二信号输出端，所述第一信号输出端与所述第一级积分器连接，所述第二信号输出端分别与所述后级积分器和所述量化器连接。优选地，所述第一信号输出端输出的第一时钟信号的频率大于所述第二信号输出端输出的第二时钟信号的频率，且所述第一时钟信号和所述第二时钟信号为同步方波时钟信号。优选地，所述后级积分器包括一个积分器。优选地，所述后级积分器包括至少两个串联的积分器。优选地，所述采样电容器组包括至少两个并联的第一电容。优选地，所述反馈电容器组包括至少两个并联的第二电容。优选地，所述第一电容的电容量与所述第二电容的容量的比值为2。本发明还提供了一种检测装置，所述检测装置包括模数转换电路，所述模数转换电路包括依次连接的信号输入端、采样电容器组、积分器子电路和量化器，所述模数转换电路还包括反馈电容器组、为所述积分器子电路和所述量化器提供时钟信号的时钟发生器以及配置所述采样电容器组和所述反馈电容器组的电容量的数字控制器，所述反馈电容器组的反馈端与所述量化器的输出端连接，所述反馈电容器组的输出端并联在所述采样电容器组的输出端。本发明通过数字控制器设置采样电容器组和反馈电容器组的电容量，从而改变模拟信号的增益大小。因此，本发明实现了增益可调，从而可以灵活配置检测装置测量的信号输入量程范围，提高了检测装置测量的精度，更加方便人们使用。
图I为本发明模数转换电路第一实施例的电路结构示意图；图2为本发明模数转换电路第二实施例的电路结构示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参照图1，图I为本发明模数转换电路第一实施例的电路结构示意图。本实施例提供的模数转换电路包括依次连接的信号输入端10、采样电容器组20、积分器子电路30和量化器40以及反馈电容器组50、为积分器子电路30和量化器40提供时钟信号的时钟发生器60、配置采样电容器组20和反馈电容器组50的电容量的数字控制器70，反馈电容器组50的反馈端与量化器40的输出端连接，反馈电容器组50的输出端并联在采样电容器组20的输出端。本实施例中，首先由数字控制器70设置采样电容器组20和反馈电容器组50的电容量；然后将一模拟信号从输入端10输入，经采样电容器组对该模拟信号进行采样，并将该采样后的电压与反馈电容器组50输出端的电压进行叠加，后输入至积分器子电路30，由积分器子电路30进行积分后输入至量化器进行量化输出。根据调制器输入信号的闭环传递函数可知叠加后的电压与输入信号的电压值相比，放大了的倍数为采样电容器组20与反馈电容器组50的比值，即上述模拟信号产生的增益为采样电容器组20与反馈电容器组50的比值。本发明通过数字控制器70设置采样电容器组20和反馈电容器组50的电容量，从而改变模拟信号的增益大小。因此，本发明实现了增益可调，从而可以灵活配置检测装置测量的信号输入量程范围，更加方便人们使用。具体地，上述采样电容器组包括至少两个并联的第一电容，反馈电容器组包括至少两个并联的第二电容。应当说明的是，上述第一电容和第二电容的电容量可根据实际需要进行设置，作为优选，第一电容和第二电容的比值为2，以下以第一电容的电容量为C，第二电容的电容量为0. 5C作详细说明。本实施例中以八个第一电容和两个第二电容为例作详细说明，上述数字控制器70可采用两位的配置寄存器，该配置寄存器可配置采样电容器组20比反馈电容器组50为C:C、4C:C、8C:C、8C:0. 5C四种比例。用户使用时，可通过外接一开关进行选择采样电容器组20和反馈电容器组50的电容量比例，从而实现调整增益的大小。因此，本实施例提供的模数转换电路具有1、4、8、16倍的可变增益。进一步地，参照图2，图2为本发明模数转换电路第二实施例的电路结构示意图。基于上述实施例，本实施例中，上述积分器子电路30包括第一级积分器301和后级积分器302，该第一级积分器301和后级积分器302串联；上述时钟发生器60包括第一信号输出端和第二信号输出端，第一信号输出端与第一级积分器301连接，第二信号输出端分别与后级积分器302和量化器40连接。应当说明的是，上述后级积分器302可以为一个积分器，也可以为至少两个串联的积分器，在此不作进一步的限定。具体地，上述时钟发生器的第一信号输出端输出的第一时钟信号的频率大于第二信号输出端输出的第二时钟信号的频率，且第一时钟信号和第二时钟信号为同步方波时钟信号。例如，当上述第一时钟信号的频率为Z*Fs，第二时钟信号的频率为Fs时，上述模数转换电路的增益为采样电容器组20与反馈电容器组50的比值的Z倍。因此，本实施例提供的时钟信号频率增益产生模数转换电路在提高增益的同时减轻了第一级积分器301工作时的负载，优化了积分器的噪音。应当说明的是，上述第一时钟信号的频率为可根据实际需要进行设置，本实施例 中，第一时钟信号的频率优选为8*Fs。即本实施例提供的模数转换电路的具有8、32、64、128倍的可调增益。本发明还提供一种检测装置，该检测装置包括模数转换电路，该模数转换电路的结构可参照前述，在此不再赘述。由于采用了上述模数转换电路的结构，实现了模数转换电路的增益可调，可以灵活配置测量的信号输入量程范围，提高了测量精度的利用率，因此更加方便人们使用。例如上述模数转换电路应用至称重测量的电子称系统中，由模数转换电路将重量传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以供微处理器进行处理，将重量有分度的显示出来。由于该模拟转换电路一般采用5V电源系统供电，即其测量的输入信号的范围为0飞V，而重量传感器的满量程信号一般为几十mV，因此需要对输入信号进行放大，使得测量的值更加准确。本实施例中，若重量传感器的满量程为10mv，则可采用上述128倍的增益，使得模数转换电路输入信号的范围约为(T39mv，从而可提高测量的精度。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种模数转换电路，包括依次连接的信号输入端、采样电容器组、积分器子电路和量化器，其特征在于，还包括反馈电容器组、为所述积分器子电路和所述量化器提供时钟信号的时钟发生器以及配置所述采样电容器组和所述反馈电容器组的电容量的数字控制器，所述反馈电容器组的反馈端与所述量化器的输出端连接，所述反馈电容器组的输出端并联在所述采样电容器组的输出端。
2.如权利要求I所述的模数转换电路，其特征在于，所述积分器子电路包括第一级积分器和后级积分器，所述第一级积分器和所述后级积分器串联，所述采样电容器组和所述第一级积分器串联，所述时钟发生器包括第一信号输出端和第二信号输出端，所述第一信号输出端与所述第一级积分器连接，所述第二信号输出端分别与所述后级积分器和所述量化器连接。
3.如权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述第一信号输出端输出的第一时钟信号的频率大于所述第二信号输出端输出的第二时钟信号的频率，且所述第一时钟信号和所述第二时钟信号为同步方波时钟信号。
4.如权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述后级积分器包括一个积分器。
5.如权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述后级积分器包括至少两个串联的积分器。
6.如权利要求I所述的模数转换电路，其特征在于，所述采样电容器组包括至少两个并联的第一电容。
7.如权利要求6所述的模数转换电路，其特征在于，所述反馈电容器组包括至少两个并联的第二电容。
8.如权利要求7所述的模数转换电路，其特征在于，所述第一电容的电容量与所述第二电容的容量的比值为2。
9.一种检测装置，其特征在于，包括如权利要求I至8任一项所述的模数转换电路。
全文摘要
本发明公开了一种模数转换电路和具有所述模数转换电路的检测装置，其中所述模数转换电路包括依次连接的信号输入端、采样电容器组、积分器子电路和量化器，所述模数转换电路还包括反馈电容器组、为所述积分器子电路和所述量化器提供时钟信号的时钟发生器以及配置所述采样电容器组和所述反馈电容器组的电容量的数字控制器，所述反馈电容器组的反馈端与所述量化器的输出端连接，所述反馈电容器组的输出端并联在所述采样电容器组的输出端。本发明实现了增益可调，从而可以灵活配置检测装置测量的信号输入量程范围，提高了检测装置测量的精度，更加方便人们使用。
文档编号G01G23/00GK102769467SQ201210213098
公开日2012年11月7日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者刘嘉, 刘小灵 申请人:深圳市芯海科技有限公司