求两个输入电压间比例值的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种模拟运算装置，尤其是一种求两个输入电压间比例值的装置。
【背景技术】
[0002] 模拟除法器能够实现模拟电压之间的除法运算，运算结果输出同样是模拟信号， 不能同时输出反映运算结果的数字信号与模拟信号。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为模拟电压之间的除法运算提供一种解决方案，即能够计算两个 输入电压间比例值并同时输出数字信号与模拟信号运算结果的装置。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种求两个输入电压间比例值的装置，由比例 值计算单元、模拟结果输出单元和输入电压排序单元组成。
[0005] 所述比例值计算单元设有分子电压输入端、分母电压输入端和数字比例值输出 端。
[0006] 所述比例值计算单元的核心是并行A/D转换器;所述并行A/D转换器具有模拟电压 输入端、参考电压输入端和并行数据输出端。
[0007] 所述并行A/D转换器的模拟电压输入端为比例值计算单元的分子电压输入端，参 考电压输入端为比例值计算单元的分母电压输入端，并行数据输出端为比例值计算单元的 数字比例值输出端。
[0008] 所述模拟结果输出单元设有数字比例值输入端、比例因子电压输入端和模拟电压 比例值输出端;所述数字比例值输入端连接至比例值计算单元数字比例值输出端。
[0009] 所述模拟结果输出单元的核心是并行D/A转换器;所述并行D/A转换器具有并行数 据输入端、基准电压输入端和转换电压输出端;所述并行D/A转换器的并行数据输入端为模 拟结果输出单元的数字比例值输入端，基准电压输入端为比例因子电压输入端，转换电压 输出端为模拟电压比例值输出端。
[0010] 所述输入电压排序单元设有第一输入电压输入端、第二输入电压输入端、分子电 压输出端、分母电压输出端和大小比较结果输出端。
[0011]所述第一输入电压幅值大于第二输入电压时，输入电压排序单元输出的分母电压 等于第一输入电压，分子电压等于第二输入电压;所述第一输入电压幅值小于第二输入电 压时，输入电压排序单元输出的分母电压等于第二输入电压，分子电压等于第一输入电压。 [0012 ]所述数字比例值输出端输出的数字比例值和数字比例值输入端输入的数字比例 值均为二进制数；当数字比例值输出端的二进制位位数等于数字比例值输入端的二进制位 位数时，直接将数字比例值输入端的二进制位与数字比例值输出端的二进制位按序相连； 当数字比例值输出端的二进制位位数多于数字比例值输入端的二进制位位数时，则数字比 例值输出端多出的低位二进制位不连接至数字比例值输入端;将数字比例值输入端的二进 制位与数字比例值输出端高位相应位数的二进制位按序相连；当数字比例值输出端的二进 制位位数少于数字比例值输入端的二进制位位数时，则数字比例值输入端多出的低位二进 制位连接至低电平，将数字比例值输出端的二进制位与数字比例值输入端高位相应位数的 二进制位按序相连。
[0013] 设第一输入电压为UA;第二输入电压为UB;数字比例值输出端输出的数字比例值 为Z，其最大值为Zmax;比例因子电压输入端输入的比例因子电压是UK;模拟电压比例值输 出端输出的模拟电压比例值是U0;则 UA>UB时，有
[0014] 所述大小比较结果输出端以开关量的形式输出大小比较结果。所述开关量的形式 是高、低电平，或者是常开、常闭开关。
[0015] 所述并行A/D转换器参考电压输入端允许输入的参考电压范围要比第一输入电压 和第二输入电压的范围都宽。所述第一输入电压和第二输入电压都是正电压。
[0016] 所述并行A/D转换器工作在自动连续转换模式，其方式包括将并行A/D转换器设置 在自动连续转换模式，或者是由并行A/D转换器转换结束信号重新启动下一次A/D转换，或 者是由额外产生的周期脉冲控制并行A/D转换器进行A/D转换。
[0017] 所述并行D/A转换器处于直接D/A转换状态。
[0018] 所述输入电压排序单元由双通道双路模拟开关和比较器组成;所述比较器对第一 输入电压、第二输入电压的幅值大小进行比较;所述大小比较结果输出端输出的大小比较 结果由比较器的输出控制;所述双通道双路模拟开关的通道选择由比较器的输出控制。
[0019] 本发明的有益效果是，自动求取两个输入电压之间的比例值，并同时以数字信号 与模拟信号的形式输出，两个输入电压之间的大小比较结果以开关量的形式输出。
【附图说明】
[0020] 图1为一种求两个输入电压间比例值的装置的结构框图。
[0021] 图2为比例值计算单元100的实施例1。
[0022]图3为比例值计算单元100的实施例2。
[0023]图4为比例值计算单元100的实施例3。
[0024]图5为模拟结果输出单元200的实施例1。
[0025]图6为模拟结果输出单元200的实施例2。
[0026]图7为输入电压排序单元300实施例。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0028] -种求两个输入电压间比例值的装置的结构框图如图1所示，由比例值计算单元 100、模拟结果输出单元200和输入电压排序单元300组成。
[0029]比例值计算单元100的核心是并行A/D转换器，设有分子电压输入端VIN1、分母电 压输入端VIN2和数字比例值输出端DB OUT。
[0030] 所述并行A/D转换器具有模拟电压输入端、参考电压输入端和并行数据输出端，工 作在自动连续转换模式。所述模拟电压输入端为比例值计算单元100的分子电压输入端 VIN1，参考电压输入端为比例值计算单元100的分母电压输入端VIN2,并行数据输出端为比 例值计算单元1 〇〇的数字比例值输出端DB OUT。
[0031] 比例值计算单元100的实施例1如图2所示，由并行A/D转换器101、电阻102、电容 103、与门104组成。并行A/D转换器101的型号是8位并行A/D转换器ADC084UADC0841的模拟 电压输入端为VIN+，参考电压输入端为VREF，8位并行数据输出端为DB7~DBO^DCOSM的WR 为启动转换输入端，负脉冲有效;WR连接至与门104的输出端;与门104的一个输入连接至由 电阻102、电容103组成的上电脉冲输出端、另外一个输入连接至ADC0841的转换结束信号输 出端INTR;上电时，由上电脉冲启动ADC0841进行第一次A/D转换，A/D转换结束后，INTR输出 的负脉冲启动ADC0841进行新的一次A/D转换，周而复始，ADC0841工作在自动连续转换模 式。
[0032] ADC0841的模拟电压输入负端VIN-、输出使能端RD、片选端CS、数字地DGND、模拟地 AGND连接至公共地，ADC0841的电源端VCC连接至电源+VDDADC0841的输出使能端RD输入低 电平时，其数据输出端DB7~DB0维持输出有效。当ADC0841每一次转换结束后，自动将结果 从数据输出端DB7~DB0输出。
[0033] 设连接至分子电压输入端VIN1的电压是U1，连接至分母电压输入端VIN2的电压是 U2，数字比例值输出端DB OUT输出的数字信号是Z。比例值计算单元100的实施例1中，Z为数 据输出端DB7~DB0输出的z7~z0,其最大值Zmax为255。则有
IJ值为
[0034]比例值计算单元100的实施例2如图3所示，由并行A/D转换器111、555时基器件 112、电阻113、电阻114、电容115组成。并行A/D转换器111的型号是8位并行A/D转换器 ADC0841。比例值计算单元100的实施例2与比例值计算单元100的实施例1的不同之处在于， 由555时基器件112、电阻113、电阻114、电容115组成振荡器，振荡器输出的周期脉冲连接至 A/D转换器111的启动转换输入端WR，每一个脉冲启动一次A/D转换，使A/D转换器111工作在 自动连续转换模式。比例值计算单元100的实施例2的其他部分与比例值计算单元100的实 施例相同，两个输入电压U1、U2间的比例值为
[0035]比例值计算单元100的实施例3如图4所示，由并行A/D转换器121、555时基器件 122、电阻123、电阻124、电容125组成。并行A/D转换器121的型号是12位并行A/D转换器 AD7492AD7492的模拟电压输入端为VIN，参考电压输入端为REF IN，12位并行数据输出端 为DB11~DB0JD7492的⑶NVST为启动转换输入端，其下降沿启动A/D转换。555时基器件 122、电阻123、电阻124、电容125组成振荡器，振荡器输出的周期脉冲连接至A/D转换器121 的启动转换输入端C0NVST，每一个脉冲启动一次A/D转换，使A/D转换器121工作在自动连续 转换模式。
[0036] AD7492的输出使能端RD、片选端CS、休眠模式选择端PS/FS、数字地DGND、模拟地 AGND连接至公共地，AD7492的模拟电源端AVDD、数字电源端DVDD连接至电源+VDD。AD7492的 输出使能端RD输入低电平时，其数据输出端DB11~DB0维持输出有效。当AD7492每一次转换 结束后，自动将结果从数据输出端DB11~DB0输出。
[0037]比例值计算单元100的实施例3中，Z为数据输出端DB11~DB0输出的zll~zO,其最 大值Zmax为4095。则有
即两个输入电压U1、U2间的比例值为
[0038] 所述比例值计算单元100中并行A/D转换器参考电压输入端允许输入的参考电压 范围要比连接到比例值计算单元100分母电压输入端VIN2的输入电压U2范围宽。
[0039] 除上述3个实施例中并行A/D转换器所采用的自动连续转换模式外，当所选择的并 行A/D转换器能够通过设置工作在自动连续转换模式时，优选通过设置方式使并行A/D转换 器工作在自动连续转换模式。
[0040] 模拟结果输出单元200的核心是并行D/A转换器，设有数字比例值输入端DB IN、比 例因子电压输入端VIN3和模拟电压比例值输出端V0UT。所述数字比例值输入端DB IN连接 至比例值计算单元100的数字比例值输出端DB OUT。
[0041] 所述并行D/A转换器具有并行数据输入端、基准电压输入端和转换电压输出端。所 述并行数据输入端为模拟结果输出单元200的数字比例值输入端DB IN，基准电压输入端为 模拟结果输出单元200的比例因子电压输入端VIN3,转换电压输出端为模拟结果输出单元 200的模拟电压比例值输出端V0UT。<