本实用新型专利技术公开一种输入信号电压调理电路及其模数转换装置，模数转换装置包括模数转换器可调理电路，调理电路包括信号输入端组和信号输出端组，该信号输入端组依次经电压调理模块、信号转换模块连接信号输出端组，所述电压调理模块用于将信号输入端组输入的输入信号，转换成电压幅值满足模数转换器量程的单端信号，所述信号转换模块用于将单端信号转换为差分信号，并通过信号输出端组输出。模数转换器通过电压调理电路可以将输入信号的电压幅值缩放至模数转换器的输入范围内，扩大模数转换器的信号转换范围，使模数转换器能够转换电压幅值高于自身输入范围的信号。
【技术实现步骤摘要】
输入信号电压调理电路及其模数转换装置
本技术涉及调节电压的电路领域，特别是涉及一种输入信号电压调理电路及其模数转换装置。
技术介绍
模数转换器是将模拟信号转变为数字信号的电子元件，模数转换器一般是固定增益的器件，信号的电压输入范围是固定的。当输入信号的电压幅值在模数转换器的输入范围的时候，转换性能最好。而当电压幅值大于输入范围的最大值或者小于输入范围的最小值时，都会引起信号失真。现在许多模数转换器或者数字芯片都是采用电压很低的单电源供电，这使得模数转换器能够采集的电压输入范围变窄，但是在许多场景中需要对高于模数转换器电压输入范围的信号进行采集，而现有技术中缺乏一种能够扩展模数转换器的电压输入范围，以转换电压高于电压输入范围的信号的技术。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本技术提供一种输入信号电压调理电路及其模数转换装置，通过电压调理电路可以将输入信号的电压幅值缩放至模数转换器的输入范围内，扩大模数转换器的信号转换范围，使模数转换器能够转换电压幅值高于自身输入范围的信号。技术方案如下：第一方面，提供了一种输入信号电压调理电路，包括信号输入端组和信号输出端组，该信号输入端组依次经电压调理模块、信号转换模块连接信号输出端组；其中，所述电压调理模块用于将信号输入端组输入的输入信号，转换成电压幅值满足模数转换器量程的单端信号；所述信号转换模块用于将单端信号转换为差分信号，并通过信号输出端组输出。结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，所述电压调理模块包括：信号转换单元，用于将输入的差分信号转换为单端信号；电压调理单元，用于将单端信号的电压幅值调理至模数转换器的电压输入范围内。结合第一方面的第一种可实现方式，在第一方面的第二种可实现方式中，所述信号转换单元包括差分运算放大器U1，该差分运算放大器U1的同相输入端和反相输入端分别连接信号输入端组的2个信号输入端，输出端与电压调理单元的输入端连接。结合第一方面的第二种可实现方式，在第一方面的第三种可实现方式中，所述差分运算放大器U1的参考电压由精密电压源提供。结合第一方面的第二或第三种可实现方式，在第一方面的第四种可实现方式中，所述电压调理单元包括差分运算放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；差分运算放大器U2的同相输入端连接有基准电压，反相输入端经电阻R1后分为两路，其中一路连接差分运算放大器U1的输出端，另一路经电阻R3连接所述信号转换模块的一个输入端，所述反相输入端还经电阻R2连接差分运算放大器U1的参考电压端；所述差分运算放大器U2的输出端包括两路，其中一路连接所述差分运算放大器U1的参考电压端，另一路经电阻R4连接所述信号转换模块的另一个输入端，所述电阻R5并联在信号转换模块的2个输入端之间。结合第一方面的第四种可实现方式，在第一方面的第五种可实现方式中，所述信号转换模块的2个输入端之间并联有电容C1。结合第一方面、第一方面的第一至五种中任一一种可实现方式，在第一方面的第六种可实现方式中，所述信号转换模块包括结构一致的双路运算放大器U3和双路运算放大器U4，所述双路运算放大器U3和双路运算放大器U4的同相输入端作为信号转换模块的两个输入端，分别与所述电压调理模块连接，反相输入端与自身的输出端连接，所述双路运算放大器U3和双路运算放大器U4的输出端还经电阻R6、电阻R7分别连接信号输出端组的2个信号输出端。结合第一方面的第五种或第六种可实现方式，在第一方面的第七种可实现方式中，所述信号输出端组的2个信号输出端之间并联有电容C2。第二方面，提供了一种模数转换装置，包括差分模数转换器，还包括第一方面、第一方面的第一至七种可实现方式中的任一一种输入信号电压调理电路，所述差分模数转换器的信号输入端组与输入信号电压调理电路的信号输出端组一一对应连接。有益效果：采用本技术的输入信号电压调理电路及其模数转换装置，能够将输入的差分信号转换成单端信号，并将单端信号的电压幅值缩放至模数转换器的输入范围内，还可以将缩放后的单端信号再转换成差分信号发送给模数转换器，从而扩大模数转换器的信号转换范围，使模数转换器能够转换电压幅值高于自身输入范围的信号。附图说明图1为本技术的电路原理框图；图2为本技术的电路原理图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进一步说明。如图1所示的输入信号电压调理电路的电路原理框图，该输入信号电压调理电路包括信号输入端组和信号输出端组，该信号输入端组依次经电压调理模块、信号转换模块连接信号输出端组，所述电压调理模块用于将信号输入端组输入的输入信号，转换成电压幅值满足模数转换器量程的单端信号，所述信号转换模块用于将单端信号转换为差分信号，并通过信号输出端组输出。具体而言，信号输入端组包括2个信号输入端，2个信号输入端分别与信源连接，以接收信源发出的差分输入信号，电压调理模块可以将信号输入端组接收的差分输入信号转换成单端信号，还可以将单端信号的电压幅值缩小到模数转换器的可分辨的电压范围内。信号转换模块可以将调理后的单端信号转换成差分信号，并通过信号输出端组的2个信号输出端传输给模数转换器。在本实施例中，优选的，所述电压调理模块包括：信号转换单元，用于将输入的差分信号转换为单端信号；电压调理单元，用于将单端信号的电压幅值调理至模数转换器的电压输入范围内。具体而言，信号转换单元的输入端组与信号输入端组连接，可以将差分输入信号转换成单端信号，以便电压调理单元缩小电压。所述信号转换单元的输出端与电压调理单元连接，电压调理单元可以将单端信号的电压幅值缩小到模数转换器的输入电压范围内，并将调理后的单端信号发送给信号转换模块。在本实施例中，优选的，如图2所示，所述信号转换单元包括差分运算放大器U1，该差分运算放大器U1的同相输入端和反相输入端分别连接信号输入端组的2个信号输入端，输出端与电压调理单元的输入端连接。所述差分运算放大器U1为双端输入、单端输出，2个输入端分别与信号输入端组的2个信号输入端连接，信号输入端组输入的差分信号经过差分运算放大器U1后可以转换成单端信号输出，所述差分运算放大器U1的参考电压由现有的精密电压源提供。借助于第二个运算放大器，第一个运放只需提供全摆幅的一半输出，所以信号可以更快的建立。在本实施例中，优选的，所述电压调理单元包括差分运算放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；差分运算放大器U2的同相输入端连接有基准电压V0，反相输入端经电阻R1后分为两路，其中一路连接差分运算放大器U1的输出端，另一路经电阻R3连接所述信号转换模块的一个输入端，所述反相输入端还经电阻R2连接差分运算放大器U1的参考电压端；所述差分运算放大器U2的输出端包括两路，其中一路连接所述差分运算放大器U1的参考电压端，另一路经电阻R4连接所述信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种输入信号电压调理电路，包括信号输入端组和信号输出端组，其特征在于：该信号输入端组依次经电压调理模块、信号转换模块连接信号输出端组；/n其中，所述电压调理模块用于将信号输入端组输入的输入信号，转换成电压幅值满足模数转换器量程的单端信号；/n所述信号转换模块用于将单端信号转换为差分信号，并通过信号输出端组输出。/n
【技术特征摘要】
1.一种输入信号电压调理电路，包括信号输入端组和信号输出端组，其特征在于：该信号输入端组依次经电压调理模块、信号转换模块连接信号输出端组；
其中，所述电压调理模块用于将信号输入端组输入的输入信号，转换成电压幅值满足模数转换器量程的单端信号；
所述信号转换模块用于将单端信号转换为差分信号，并通过信号输出端组输出。
2.根据权利要求1所述的输入信号电压调理电路，其特征在于，所述电压调理模块包括：
信号转换单元，用于将输入的差分信号转换为单端信号；
电压调理单元，用于将单端信号的电压幅值调理至模数转换器的电压输入范围内。
3.根据权利要求2所述的输入信号电压调理电路，其特征在于，所述信号转换单元包括差分运算放大器U1，该差分运算放大器U1的同相输入端和反相输入端分别连接信号输入端组的2个信号输入端，输出端与电压调理单元的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的输入信号电压调理电路，其特征在于，所述差分运算放大器U1的参考电压由精密电压源提供。
5.根据权利要求3所述的输入信号电压调理电路，其特征在于：所述电压调理单元包括差分运算放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；
差分运算放大器U2的同相输入端连接有基准电压，反相输入端经电阻R1后分为两路，其中一路连接差分运算放大器...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢春超，段敏，孟利波，王超，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。