多通道ADC模块及其信号干扰的控制方法、控制器技术

本发明专利技术公开了一种多通道ADC模块及其信号干扰的控制方法、控制器，所述多通道ADC模块包括多通道信号采集单元、控制单元、ADC单元、采样电容和放电元件；控制单元用于控制多通道信号采集单元中不同的采集通道采集对应的电信号数据，并发送至ADC单元；ADC单元用于对电信号数据进行模数转换处理；采样电容用于对输入ADC单元的电信号数据进行采样保持；放电元件用于切换采集通道时与接地端电连接，用于将采样电容中的残余电荷完全放电。本发明专利技术能够及时地将模块中采样电容中的残余电荷快速完全放电，从而消除了不同的采样通道切换时存在的干扰，保证了采样速率，提高了采样精度和可靠性，满足了高速采样的需求。

Multichannel ADC module and its signal interference control method and controller

The invention discloses a multichannel ADC module and a control method and controller for signal interference. The multichannel ADC module includes a multichannel signal acquisition unit, a control unit, an ADC unit, a sampling capacitor and a discharge element; the control unit is used to control different acquisition channels in the multichannel signal acquisition unit to collect corresponding electrical signal data and send it to the ADC unit; the ADC unit It is used for analog-to-digital conversion of electrical signal data; sampling capacitor is used for sampling and holding electrical signal data of input ADC unit; discharge element is used for electrical connection with grounding terminal when switching acquisition channel, and is used for complete discharge of residual charge in sampling capacitor. The invention can discharge the residual charge in the sampling capacitor in the module quickly and completely, thus eliminating the interference existing in the switching of different sampling channels, ensuring the sampling rate, improving the sampling accuracy and reliability, and meeting the requirements of high-speed sampling.

【技术实现步骤摘要】
多通道ADC模块及其信号干扰的控制方法、控制器
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种多通道ADC模块及其信号干扰的控制方法、控制器。
技术介绍
MCU(微控制器)作为物联网的核心零组件，MCU的数据采集系统中的关键部件就是ADC模块(模数转换模块)。随着物联网对各种传感器的需求不断增加，MCU主要内置多通道ADC模块来完成多路数据采集成为标准配置。在智能消防和工业控制等诸多领域，都对ADC模块采集的精度和准确性提出了较高的要求。但是，在嵌入式系统设计时，常常遇到这样的问题：在需要高精度采样且采样频率较高的情况下，只能使用单通道ADC模块；当采用多通道ADC模块时，由于对不同采样通道进行通道转换时，多个信号采样通道之间存在干扰信号，从而会造成采样结果受到干扰。现有技术中，为了减小干扰信号对多通道ADC模块采样的影响，一般采用两种方式处理：1)硬件滤波，在采样点上并联一个电容，来改善采样点的波形，减少高频分量的影响；2)软件滤波，采用中值、平均或者加权滤波等算法，避免采样点的极值干扰。但是这两种方法都是通过牺牲ADC模块的采样速率来保证了采样精度，因此不适用于高速采样的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用的减小干扰信号对多通道ADC模块采样的影响的方法，存在采样速率不高，不适用于高速采样的缺陷，提供一种多通道ADC模块及其信号干扰的控制方法、控制器。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：本专利技术提供一种多通道ADC模块，所述多通道ADC模块包括多通道信号采集单元、控制单元、ADC单元、采样电容和放电元件；所述多通道信号采集单元的输出端分别与所述ADC单元的输入端和所述采样电容的一端电连接，所述采样电容的另一端接地；所述放电元件与所述ADC单元的输入端电连接；所述控制单元与所述多通道信号采集单元电连接；所述多通道信号采集单元包括多个采集通道；所述控制单元用于控制所述多通道信号采集单元中不同的所述采集通道采集对应的电信号数据；所述多通道信号采集单元用于将采集的所述电信号数据发送至所述ADC单元；所述ADC单元用于对所述电信号数据进行模数转换处理；所述采样电容用于在所述ADC单元执行模数转换期间，对输入所述ADC单元的所述电信号数据进行采样保持；所述放电元件用于在一个所述采集通道对应的所述电信号数据模数转换完成后，且在下一个所述采集通道开始采集前，与接地端电连接，用于将所述采样电容中的残余电荷完全放电。较佳地，所述控制单元用于在所述采样电容对应的放电时长达到设定阈值时，控制所述放电元件与所述接地端断开连接；所述控制单元还用于在所述放电元件与所述接地端断开连接后，控制所述多通道信号采集单元中的下一个所述采集通道开始采集。较佳地，所述放电元件包括连接线；或，所述放电元件包括第一切换开关和放电电阻；所述放电电阻的一端与所述ADC单元的输入端电连接，所述放电电阻的另一端与所述第一切换开关的一端电连接；所述放电元件用于通过所述第一切换开关的另一端与所述接地端电连接。较佳地，所述多通道信号采集单元包括多路切换单元；所述控制单元与所述多路切换单元电连接；所述控制单元用于生成一控制指令并发送至所述多路切换单元；所述多路切换单元用于根据所述控制指令切换控制对应的所述采集通道开始采集。较佳地，所述多路切换单元包括第二切换开关；和/或，所述电信号数据包括电压信号。本专利技术还提供一种控制器，所述控制器包括上述的多通道ADC模块。较佳地，所述控制器包括中央处理器或微处理器。较佳地，当所述控制器为所述微处理器时，所述接地端包括所述微处理器中的内部基准电压端或信号地端。本专利技术还提供一种多通道ADC模块中信号干扰的控制方法，所述控制方法采用上述的多通道ADC模块实现，所述控制方法包括：所述控制单元控制所述多通道信号采集单元中不同的所述采集通道采集对应的电信号数据；所述多通道信号采集单元将采集的所述电信号数据发送至所述ADC单元；所述ADC单元对所述电信号数据进行模数转换处理；所述采样电容在所述ADC单元执行模数转换期间，对输入所述ADC单元的所述电信号数据进行采样保持；在一个所述采集通道对应的所述电信号数据模数转换完成后，且在下一个所述采集通道开始采集前，所述放电元件与接地端电连接，将所述采样电容中的残余电荷完全放电。较佳地，所述控制方法还包括：所述控制单元在所述采样电容对应的放电时长达到设定阈值时，控制所述放电元件与所述接地端断开连接；所述控制单元在所述放电元件与所述接地端断开连接后，控制所述多通道信号采集单元中的下一个所述采集通道开始采集。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术中，在一个采集通道的所述电信号数据模数转换完成后，且在下一个采集通道开始采集前，通过放电元件将ADC单元的输入端接地，及时地将模块中的采样电容中的残余电荷快速完全放电，从而消除了不同的采样通道切换时存在的干扰，保证了采样速率，提高了采样精度和可靠性，满足了高速采样的需求。附图说明图1为本专利技术实施例1的多通道ADC模块的结构示意图。图2为本专利技术实施例2的多通道ADC模块第一结构示意图。图3为本专利技术实施例2的多通道ADC模块的第二结构示意图。图4为本专利技术实施例4的通道ADC模块中信号干扰的控制方法的流程图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1如图1所示，本实施例的多通道ADC模块包括多通道信号采集单元1、控制单元2、ADC单元3、采样电容4和放电元件5。多通道信号采集单元1的输出端分别与ADC单元3的输入端和采样电容4的一端电连接，采样电容的另一端接地。放电元件5与ADC单元3的输入端电连接；控制单元2与多通道信号采集单元1电连接；多通道信号采集单元1包括多个采集通道；控制单元2用于控制多通道信号采集单元中不同的采集通道采集对应的电信号数据，其中，电信号数据包括但不限于电压信号。多通道信号采集单元1用于将采集的电信号数据发送至ADC单元3；ADC单元3用于对电信号数据进行模数转换处理；采样电容4用于在ADC单元3执行模数转换期间，对输入ADC单元3的电信号数据进行采样保持；放电元件5用于在一个采集通道的所述电信号数据模数转换完成后，且在下一个采集通道开始采集前，与接地端电连接，用于将采样电容中的残余电荷完全放电。其中，多个采样通道共用一个采样电容，采样电容存在一个充放电的过程(对于不同的信号源，充放电的时间会有所不同)。在完成一个采集通道对应的电信号数据模数转换且未开始下一个采集通道采集时，采样电容中会存在残余电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道ADC模块，其特征在于，所述多通道ADC模块包括多通道信号采集单元、控制单元、ADC单元、采样电容和放电元件；/n所述多通道信号采集单元的输出端分别与所述ADC单元的输入端和所述采样电容的一端电连接，所述采样电容的另一端接地；/n所述放电元件与所述ADC单元的输入端电连接；/n所述控制单元与所述多通道信号采集单元电连接；/n所述多通道信号采集单元包括多个采集通道；/n所述控制单元用于控制所述多通道信号采集单元中不同的所述采集通道采集对应的电信号数据；/n所述多通道信号采集单元用于将采集的所述电信号数据发送至所述ADC单元；/n所述ADC单元用于对所述电信号数据进行模数转换处理；/n所述采样电容用于在所述ADC单元执行模数转换期间，对输入所述ADC单元的所述电信号数据进行采样保持；/n所述放电元件用于在一个所述采集通道对应的所述电信号数据模数转换完成后，且在下一个所述采集通道开始采集前，与接地端电连接，用于将所述采样电容中的残余电荷完全放电。/n

【技术特征摘要】
1.一种多通道ADC模块，其特征在于，所述多通道ADC模块包括多通道信号采集单元、控制单元、ADC单元、采样电容和放电元件；
所述多通道信号采集单元的输出端分别与所述ADC单元的输入端和所述采样电容的一端电连接，所述采样电容的另一端接地；
所述放电元件与所述ADC单元的输入端电连接；
所述控制单元与所述多通道信号采集单元电连接；
所述多通道信号采集单元包括多个采集通道；
所述控制单元用于控制所述多通道信号采集单元中不同的所述采集通道采集对应的电信号数据；
所述多通道信号采集单元用于将采集的所述电信号数据发送至所述ADC单元；
所述ADC单元用于对所述电信号数据进行模数转换处理；
所述采样电容用于在所述ADC单元执行模数转换期间，对输入所述ADC单元的所述电信号数据进行采样保持；
所述放电元件用于在一个所述采集通道对应的所述电信号数据模数转换完成后，且在下一个所述采集通道开始采集前，与接地端电连接，用于将所述采样电容中的残余电荷完全放电。


2.如权利要求1所述的多通道ADC模块，其特征在于，所述控制单元用于在所述采样电容对应的放电时长达到设定阈值时，控制所述放电元件与所述接地端断开连接；
所述控制单元还用于在所述放电元件与所述接地端断开连接后，控制所述多通道信号采集单元中的下一个所述采集通道开始采集。


3.如权利要求1所述的多通道ADC模块，其特征在于，所述放电元件包括连接线；或，
所述放电元件包括第一切换开关和放电电阻；
所述放电电阻的一端与所述ADC单元的输入端电连接，所述放电电阻的另一端与所述第一切换开关的一端电连接；
所述放电元件用于通过所述第一切换开关的另一端与所述接地端电连接。


4.如权利要求1所述的多通道ADC模块，其特征在于，所述多通道信号采集单元包括多路切换单元；
所述控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮颐，张勇，张兵兵，宋清亮，
申请(专利权)人：上海贝岭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31