一种电容数字信号转换模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电容数字信号转换模块，其应用于液化天然气液位变送器中，属于液位技术控制领域。
【背景技术】
[0002]单片机不能直接处理液化天然气液位传感器的电容信号，需要将信号通过电容数字信号转换模块；对于电容传感器的测量来说，传统的电路方式有其无法克服的局限性，复杂的模拟电路设计，难以扩展的电容测量范围，都会给开发带来非常大的阻力。实际应用中，要求电容数字转换模块既要有足够宽的测量范围，也必须有足够高的测量精度，同时具备将电容的模拟信号转换成单片机可处理的数字信号。
【实用新型内容】
[0003]针对以上问题，本实用新型目的在于提供一种应用于液化天然气液位变送器电容数字信号转换模块，可实现测量范围从几fF到几百nF的覆盖，既适合超低功耗最低至几个yA的测量，也适合尚精度达到21位有效位的尚性能测量，还可以进彳丁最尚达50万次每秒钟的快速测量。传感器测量到的数据可以在模块内部进行现行校准，然后通过SPI数据串行接口进行传送。另外，模块还可以发送PWM/PDM输出电压信号。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型具体提供一种电容数字信号转换模块，用于将来自外部传感器的电容信号转化为数字信号并传送到外部单片机；所述转换模块主要包括一电容数字转换芯片PCAP01、与电容数字转换芯片PCAPOl多个管脚分别连接的多个电阻和电容、还包括三个接插件；其中，三个接插件用于接入外部电容传感器的输出端；所述电容数字信号转换模块应用于液化天然气液位变送器中；电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PCO、PCl外接参考电容CREF两端，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC2、PC3外接第一接插件，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC4、PC5外接第二接插件，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC6、PC7外接第三接插件，以实现电容信号测量范围从几fF到几百nF的覆盖；电容数字转换芯片PCAPOl包含一内部转换电路，所述内部转换电路将从三个接插件接收到的电容信号转化为数字信号；电容数字转换芯片PCAPOl包含一 SPI串行接口，其通过SPI串行接口与外部单片机连接并将所述数字信号传送到外部单片机；电容数字转换芯片PCAPOl的管脚VDD外接一电源接口以获得3.3V直流电压。
[0005]所述转换模块实现了超低功耗的测量，还提高了测量精度、测量范围以及测量速度。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型电容数字信号转换模块电路图。
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
[0008]图1所示，本实用新型的电容数字信号转换模块，用于将来自外部传感器的电容信号转化为数字信号并传送到外部单片机；所述转换模块主要包括一电容数字转换芯片PCAP01、与电容数字转换芯片PCAPOl多个管脚分别连接的多个电阻和电容、还包括三个接插件；其中，三个接插件用于接入外部电容传感器的输出端；所述电容数字信号转换模块应用于液化天然气液位变送器中；电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC0、PC1外接参考电容CREF两端，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC2、PC3外接第一接插件，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC4、PC5外接第二接插件，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC6、PC7外接第三接插件，以实现电容信号测量范围从几fF到几百nF的覆盖；电容数字转换芯片PCAPOl包含一内部转换电路，所述内部转换电路将从三个接插件接收到的电容信号转化为数字信号；电容数字转换芯片PCAPOl包含一 SPI串行接口，其通过SPI串行接口与外部单片机连接并将所述数字信号传送到外部单片机；电容数字转换芯片PCAPOl的管脚VDD外接一电源接口以获得3.3V直流电压。
[0009]在上述电路中，其外围电阻有R201、R202、R203、R204、R205、R206，电容有C201、C202、C203、C204、CREF，接插件有 P201,、P202、P203。集成电路 PCAPOl 的 19 管脚 VDD 接
3.3V供电。
[0010]更具体的实施例中，其外围电阻R201，阻值为lkD，一端与3.3V电源VCC，另一端与集成电路PCAPO1-AD的第21管脚相连接;R202，阻值为IkQ, 一端与3.3V电源VCC,另一端与集成电路PCAP01-AD的第23管脚相连接；R203，阻值为Ik Ω，一端与3.3V电源VCC，另一端与集成电路PCAP01-AD的第20管脚相连接；R204，阻值为IkQ，一端与3.3V电源VCC,另一端与集成电路PCAP01-AD的第16管脚相连接；R205，阻值为470k Ω，一端与模拟地GNDA，另一端与集成电路PCAPO1-AD的第18管脚相连接；R206，阻值为470k Ω，一端与集成电路PCAP01-AD的第8管脚，另一端与集成电路PCAP01-AD的第9管脚相连接；RT1000为热敏电阻，一端与集成电路PCAP01-AD的第7管脚，另一端与集成电路PCAP01-AD的第9管脚相连接；电容C201，容值为4.7 μ F，一端与模拟地GNDA，另一端与集成电路PCAPO1-AD的第10管脚相连接；C202，容值为0.1 μ F，一端与模拟地GAND，另一端与3.3V电源VCC相连接；C203，容值为22nF，一端与模拟地GNDA，另一端与集成电路PCAP01-AD的第9管脚相连接；C204，容值为0.01 μ F，一端与模拟地GAND，另一端与3.3V电源VCC相连接；CREF，一端与集成电路PCAPO1-AD的第27管脚，另一端与集成电路PCAPO1-AD的第28管脚相连接；接插件P201，一端与集成电路PCAP01-AD的第29管脚，另一端与集成电路PCAP01-AD的第30管脚相连接；P202，一端与集成电路PCAP01-AD的第31管脚，另一端与集成电路PCAPO1-AD的第32管脚相连接；P203，一端与集成电路PCAPO1-AD的第2管脚，另一端与集成电路PCAP01-AD的第3管脚相连接；集成电路PCAP01-AD的19管脚VDD接3.3V供电。
[0011]以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电容数字信号转换模块，用于将来自外部传感器的电容信号转化为数字信号并传送到外部单片机；所述转换模块主要包括一电容数字转换芯片PCAP01、与电容数字转换芯片PCAPOl多个管脚分别连接的多个电阻和电容、还包括三个接插件；其中，三个接插件用于接入外部电容传感器的输出端；所述电容数字信号转换模块应用于液化天然气液位变送器中，其特征在于: 电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PCO、PCl外接参考电容CREF两端，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC2、PC3外接第一接插件，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC4、PC5外接第二接插件，电容数字转换芯片PCAPOl的管脚PC6、PC7外接第三接插件，以实现电容信号测量范围从几fF到几百nF的覆盖； 电容数字转换芯片PCAPOl包含一内部转换电路，所述内部转换电路将从三个接插件接收到的电容信号转化为数字信号； 电容数字转换芯片PCAPOl包含一 SPI串行接口，其通过SPI串行接口与外部单片机连接并将所述数字信号传送到外部单片机； 电容数字转换芯片PCAPOl的管脚VDD外接一电源接口以获得3.3V直流电压。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电容数字信号转换模块，应用于液化天然气液位变送器中；转换模块主要包括一电容数字转换芯片PCAP01、与电容数字转换芯片PCAP01多个管脚分别连接的多个电阻和电容、还包括三个接插件；其中，三个接插件用于接入外部电容传感器的输出端；电容数字转换芯片PCAP01的内部转换电路将从三个接插件接收到的电容信号转化为数字信号。所述转换模块实现了超低功耗的测量，还提高了测量精度、测量范围以及测量速度。
【IPC分类】G01F23-26
【公开号】CN204439166
【申请号】CN201520121611
【发明人】张树园, 李晶晶, 魏旭, 伍永辉, 史永刚
【申请人】陕西华臻汽车零部件有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月2日