br>[0042]模拟结果输出单元200的实施例1如图5所示，由并行D/A转换器201组成，并行D/A 转换器201的型号是8位并行D/A转换器AD533(LAD5330的并行数据输入端为DB7~DB0,基准 电压输入端为VREF，转换电压输出端为V0UT。
[0043] AD5330的缓冲器开关控制端BUF、输出比例控制端GAIN、输入寄存器控制端WR、DAC 寄存器控制端LDAC、片选端CS、地端GND连接至公共地，AD5330的清零端CLR、低功耗控制端 PD、电源端VDD连接至电源+VDDAD5330的输入寄存器控制端WR和DAC寄存器控制端LDAC输 入低电平时，处于直接D/A转换状态，不考虑转换延迟时，转换电压输出端V0UT实时反映并 行数据输入端DB7~DBO的数据转换结果。
[0044] 设连接至比例因子电压输入端VIN3的电压是UK，模拟电压比例值输出端V0UT输出 的电压是U0,并行数据输入端DB7~DB0输入的数据为Z，即8位的Z7~zO,其最大值Zmaxl为 255,则有
[0045] 显然，如果模拟结果输出单元200采用其实施例1，则比例值计算单元100采用实施 例1或者实施例2时，Zmaxl与Zmax相等。如果模拟结果输出单元200采用其实施例1，比例值 计算单元100采用其实施例3时，要使Zmaxl与Zmax相等，则应该选择比例值计算单元100实 施例3的数字比例值输出端DB OUT输出端输出的12位数据中的高8位作为模拟结果输出单 元200实施例1的数字比例值输入端DB IN信号。
[0046] 模拟结果输出单元200的实施例2如图6所示，由并行D/A转换器211组成，并行D/A 转换器211的型号是12位并行D/A转换器AD534(LAD5340的并行数据输入端为DB11~DB0,基 准电压输入端为VREF，转换电压输出端为V0UT。
[0047] AD5340的缓冲器开关控制端BUF、输出比例控制端GAIN、输入寄存器控制端WR、DAC 寄存器控制端LDAC、片选端CS、地端GND连接至公共地，AD5340的清零端CLR、低功耗控制端 PD、电源端VDD连接至电源+VDD〇AD5340的输入寄存器控制端WR和DAC寄存器控制端LDAC输 入低电平时，处于直接D/A转换状态，不考虑转换延迟时，转换电压输出端V0UT实时反映并 行数据输入端DB11~DB0的数据转换结果。
[0048] 设连接至比例因子电压输入端VIN3的电压是UK，模拟电压比例值输出端V0UT输出 的电压是U0,并行数据输入端DB11~DB0输入的数据为Z，即12位的zll~zO,其最大值Zmaxl 为4095,则有
[0049]显然，如果模拟结果输出单元200采用其实施例2,则比例值计算单元100采用实施 例3时，Zmaxl与Zmax相等。如果模拟结果输出单元200采用其实施例2,比例值计算单元100 采用其实施例1或者实施例2时，要使Zmaxl与Zmax相等，则应该将比例值计算单元100的8位 数字比例值数据连接至模拟结果输出单元200的12位数字比例值输入端中的高8位，模拟结 果输出单元200的12位数字比例值输入端中的低4位连接至公共地。
[0050] 所述比例值计算单元100的3个实施例和模拟结果输出单元200的2个实施例中，数 字比例值输出端DB OUT和数字比例值输入端DB IN的数据均为二进制数据。所述分子电压 输入端VIN1的电压U1与分母电压输入端VIN2的电压U2均为正电压，且U1小于等于U2。
[0051] 输入电压排序单元300的作用是对待求比例值的两个正输入电压，即第一输入电 压UA、第二输入电压UB的幅值大小进行比较，将其中幅值较大的电压作为分母电压输入端 VIN2的电压U2、幅值较小的电压作为分子电压输入端VIN1的电压U1连接至比例值计算单元 100,同时将比较结果以开关量的形式输出。
[0052]输入电压排序单元300实施例如图7所示，由双通道双路模拟开关301、比较器302 组成。双通道双路模拟开关301选择双4选一的多路模拟开关⑶4052。
[0053]比较器302对第一输入电压UA、第二输入电压UB的幅值大小进行比较，大小开关信 号SW1的作用一是作为比较结果以开关量的形式输出，作用二是连接至CD4052的通道选择 端A。⑶4052的通道选择端B、使能输入端INH、数字地VSS、模拟地VEE连接至公共地，CD4052 的VDD连接至电源+VDD。
[0054] UA>UB时，大小开关信号SW1输出低电平;⑶4052的输出X选择连通X0,输出Y选择连 通Y0，即 U1 =X=X0=UB，U2=Y=Y0=UA;满足 U1〈U2。
[0055] UA〈UB时，大小开关信号SW1输出高电平;CD4052的输出X选择连通XI，输出Y选择连 通Yl，g卩 Ul=X=Xl=UA，U2=Y=Yl=UBd^MUl〈U2。
[0056] 因此，当UA>UB时，有
I高电平，还是低电平，均有U1=U2,所以有
[0057]大小开关信号SW1作为比较结果以开关量的形式输出，其开关量的形式除前述的 高、低电平外，还可以在大小开关信号SW1之后增加集电极开路的NPN三极管、集电极开路的 PNP三极管、继电器等多种形式的电路，得到以常开、常闭开关等形式输出的开关量。
[0058]所述装置用于对比例值计算速度要求不高，且UA、UB变化较平缓的场合。
[0059]以上所述仅为本发明的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来 说，本发明可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。
【主权项】
1. 一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于： 所述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； 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； 所述比例值计算单元的核屯、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;所述并行A/D转换器工作在自动连续转换模式； 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； 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； 所述模拟结果输出单元的核屯、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； 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； 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。2. 如权利要求1所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于: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。3. 如权利要求2所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于:设第一输入 电压为M;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，Z的最大值为 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UO;贝。 UA〉UB时，有UA<UB时，有4. 如权利要求1所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于:所述大小比 较结果输出端W开关量的形式输出大小比较结果。5. 如权利要求4所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于:所述开关量 的形式是高、低电平，或者是常开、常闭开关。6. 如权利要求1所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于: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。7. 如权利要求1所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于:所述第一输 入电压和第二输入电压都是正电压。8. 如权利要求1所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于:所述并行A/ D转换器工作在自动连续转换模式的方式，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。9. 如权利要求1所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于:所述并行D/ A转换器处于直接D/A转换状态。10. 如权利要求1所述的一种求两个输入电压间比例值的装置，其特征在于: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。
【专利摘要】本发明公开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，其核心是并行A/D转换器与并行D/A转换器，用于计算两个输入电压间的比例值并同时输出数字信号形式的比例值结果与模拟信号形式的比例值结果，以及以开关量形式输出的两个输入电压之间的大小比较结果。所述装置用于对比例值计算速度要求不高，且两个输入电压变化较平缓的场合。
【IPC分类】G06F7/535
【公开号】CN105653241
【申请号】
【发明人】凌云, 袁川来, 肖伸平, 王兵, 陈刚, 唐文妍, 周维龙
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月4日