一种信号采样电路、信号采样装置和信号采样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种信号采样电路、信号采样装置和信号采样方法，以解决现有技术的采样测试存在信号微小时采样精度低、采样结果不准确的问题。所述信号采样电路，包括控制单元和级联的N级运放单元，所述控制单元与各个所述运放单元电连接，N为大于或等于2的整数；第1级所述运放单元，用于接收源电压信号，并以所述源电压信号作为输入信号进行运放处理；第k级所述运放单元，用于以前一级所述运放单元的输出信号作为输入信号进行运放处理，k＝2，3，4……N；所述控制单元，用于由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为采样信号。

A signal sampling circuit, a signal sampling device, and a signal sampling method

The invention discloses a signal sampling circuit, a signal sampling device and a signal sampling method, so as to solve the problems that the sampling test of the prior art has the advantages of small signal, low sampling precision and inaccurate sampling result. The signal sampling circuit, including N control unit and cascade amplifier unit, the control unit and each of the amplifier unit is electrically connected to N integers greater than or equal to 2; the first stage amplifier unit, for receiving the source voltage signal, and the signal source voltage for op amp processing input signal; the class k amplifier unit, an output signal for the previous stage amplifier unit as the input signal of the op amp, k = 2, 3, 4...... The control unit is used to select one of the input signals and the output signals of the operational amplifier units at all levels as a sampling signal (N).

【技术实现步骤摘要】
一种信号采样电路、信号采样装置和信号采样方法
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种信号采样电路、信号采样装置和信号采样方法。
技术介绍
随着技术的发展，控制类器件或装置被应用于不同领域的不同产品中，以使产品具有更好的操控性和智能化。这些控制类器件或装置通常由电信号进行控制，在不同的工作状态具有不同的电流、电压或功耗，例如启动状态、运行状态或待机状态等。而在实施控制时需要对这些不同的电流、电压或功耗进行监测，从而能够更精确的实施控制，因此需要由信号采样电路进行采样，从而得到精确的采样信号。例如，在智能门锁功耗测试应用中，门锁静态电流低于100uA，唤醒时达到100mA，开门时电机转动可以达到400mA。测量门锁上的部分模块静态工作电流时为1uA级别，需要高精度分辨率进行测量。但是，通常现有技术在对智能门锁进行功耗测试时需要对采样信号进行放大处理，采样信号放大的同时干扰信号也被放大，滤除干扰信号校准困难使得采样信号的范围与采样之后精度相互制约，且在放大倍数很大时无法做到精确校准。因此经，现有技术的采样测试存在对信号微小时的采样精度低、采样结果不准确的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种信号采样电路、信号采样装置和信号采样方法，以解决现有技术的采样测试存在信号微小时采样精度低、采样结果不准确的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：第一方面，提供一种信号采样电路，包括控制单元和级联的N级运放单元，所述控制单元与各个所述运放单元电连接，N为大于或等于2的整数；第1级所述运放单元，用于通过接收源电压信号，并以所述源电压信号作为输入信号进行运放处理；第k级所述运放单元，用于以前一级所述运放单元的输出信号作为输入信号进行运放处理，k＝2，3，4……N；所述控制单元，用于由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为采样信号。本实施例中，通过在所述信号采样电路中设置所述控制单元和级联的N级所述运放单元，级联的N级所述运放单元逐级对所述源电压信号进行运放处理，使所述信号采样电路能够适应更大范围的所述源电压信号,减少采样信号的范围与采样之后精度的相互制约，进而所述控制单元由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为采样信号，保证采样的准确性。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述控制单元，具体用于：以各级所述运放单元满载时的输入信号的值为各自的采样临界值；在采样时逐级判断，当所述第1级运放单元的输入信号的值大于或等于所述第1级运放单元的所述采样临界值时，确定所述第1级运放单元的输入信号作为所述采样信号；当第k-1级所述运放单元的输入信号的值小于第k-1级所述运放单元的所述采样临界值时，且第k-1级所述运放单元的输出信号大于或等于第k级所述运放单元的所述采样临界值时，确定第k-1级所述运放单元的输出信号作为所述采样信号；当最后一级所述运放单元的输入出信号小于最后一级所述运放单元的所述采样临界值时，确定最后一级所述运放单元的输出信号作为所述采样信号。本实施例中，通过各级所述运放单元满载且零输入确定各级所述运放单元对应的所述临界采样值，以所述临界采样值对相应的所述运放单元进行校准，提高采样精度和采样准确性。结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于所述信号采样电路在上电后且未接所述源电压信号时，获取各级所述运放单元的所述输出信号作为各级所述运放单元的自校准参数，根据各个所述自校准参数对各个所述自校准参数分别对应的所述运放单元进行偏移校准。结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述运放单元具有信号输入端、信号输出端、第一电压端和第二电压端；第k-1级所述运放单元的信号输出端接后一级所述运放单元的信号输入端，第k级所述运放单元的信号输入端接前一级所述运放单元的信号输出端；各级所述运放单元的第一电压端接高电平电压，各级所述运放单元的第二电压端接地电源电压。结合第一方面和第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述运放单元包括运放集成电路芯片，所述运放集成电路芯片包括两个第一增益端、一个第二增益端、第一驱动电压端、第二驱动电压端、同相输入端、反相输入端和输出端；所述运放单元还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和两个钳位二极管，所述运放集成电路芯片的两个第一增益端通过第一电阻连接；所述运放集成电路芯片的反相输入端通过第二电阻接所述运放单元的第二电压端；所述运放集成电路芯片的第一驱动电压端接所述运放单元的第一电压端、以及通过第一电容接所述运放单元的第二电压端；所述运放集成电路芯片的第二驱动电压端接所述运放单元的第二电压端；所述运放集成电路芯片的同相输入端接所述运放单元的信号输入端；所述运放集成电路芯片的输出端通过第三电阻接所述运放单元的信号输出端连接，第二电容连接于所述运放单元的信号输出端和所述运放单元的第二电压端之间，两个钳位二极管串接于所述运放单元的第一电压端和第二电压端之间，且两个钳位二极管之间的连接端接所述运放单元的信号输出端；所述运放集成电路芯片的第二增益端通过并联的第四电阻和第三电容接所述运放单元的第二电压端。结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述控制单元包括中央处理器、嵌入式微控制器、数据信号处理器和单片机中的任意一种。结合第一方面、第一方面的第一种至第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述信号采样电路还包括N-1个保护单元，所述保护单元包括第一端和第二端；N个所述运放单元中任意相邻两级所述运放单元中，前一级所述运放单元的信号输出端通过所述保护单元接后一级所述运放单元的信号输入端。结合第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述保护单元为保护电阻。本专利技术实施例有益效果如下：通过在所述信号采样电路中设置所述控制单元和级联的N级所述运放单元，级联的N级所述运放单元逐级对所述源电压信号进行运放处理，使所述信号采样电路能够适应更大范围的所述源电压信号,减少采样信号的范围与采样之后精度的相互制约，进而所述控制单元由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为采样信号，保证采样的准确性。第二方面，提供一种信号采样装置，包括如第一方面、第一方面的第一种至第八种可能的实现方式提供的所述信号采样电路。本专利技术实施例有益效果如下：通过在所述信号采样电路中设置所述控制单元和级联的N级所述运放单元，级联的N级所述运放单元逐级对所述源电压信号进行运放处理，使所述信号采样电路能够适应更大范围的所述源电压信号,减少采样信号的范围与采样之后精度的相互制约，进而所述控制单元由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为采样信号，保证采样的准确性。第三方面，提供一种信号采样方法，采用如第一方面、第一方面的第一种至第八种可能的实现方式提供的所述信号采样电路，方法包括：使第1级所述运放单元接收所述源电压信号，并以所述源电压信号作为输入信号进行运放处理；使第k级所述运放单元以前一级所述运放单元的输出信号作为输入信号进行运放处理；通过所述控制单元由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为所述采样信号。结合第三方面，在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号采样电路，其特征在于，包括控制单元和级联的N级运放单元，所述控制单元与各个所述运放单元电连接，N为大于或等于2的整数；第1级所述运放单元，用于接收源电压信号，并以所述源电压信号作为输入信号进行运放处理；第k级所述运放单元，用于以前一级所述运放单元的输出信号作为输入信号进行运放处理，k＝2，3，4……N；所述控制单元，用于由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为采样信号。

【技术特征摘要】
1.一种信号采样电路，其特征在于，包括控制单元和级联的N级运放单元，所述控制单元与各个所述运放单元电连接，N为大于或等于2的整数；第1级所述运放单元，用于接收源电压信号，并以所述源电压信号作为输入信号进行运放处理；第k级所述运放单元，用于以前一级所述运放单元的输出信号作为输入信号进行运放处理，k＝2，3，4……N；所述控制单元，用于由各级所述运放单元的输入信号和输出信号中选择一个作为采样信号。2.如权利要求1所述的信号采样电路，其特征在于，所述控制单元，具体用于：以各级所述运放单元满载时的输入信号的值为各自的采样临界值；在采样时逐级判断，当所述第1级运放单元的输入信号的值大于或等于所述第1级运放单元的所述采样临界值时，确定所述第1级运放单元的输入信号作为所述采样信号；当第k-1级所述运放单元的输入信号的值小于第k-1级所述运放单元的所述采样临界值时，且第k-1级所述运放单元的输出信号大于或等于第k级所述运放单元的所述采样临界值时，确定第k-1级所述运放单元的输出信号作为所述采样信号；当最后一级所述运放单元的输入出信号小于最后一级所述运放单元的所述采样临界值时，确定最后一级所述运放单元的输出信号作为所述采样信号。3.如权利要求1或2所述的信号采样电路，其特征在于，所述控制单元，还用于所述信号采样电路在上电后且未接所述源电压信号时，获取各级所述运放单元的所述输出信号作为各级所述运放单元的自校准参数，根据各个所述自校准参数对各个所述自校准参数分别对应的所述运放单元进行偏移校准。4.如权利要求1所述的信号采样电路，其特征在于，所述运放单元具有信号输入端、信号输出端、第一电压端和第二电压端；第k-1级所述运放单元的信号输出端接后一级所述运放单元的信号输入端，第k级所述运放单元的信号输入端接前一级所述运放单元的信号输出端；各级所述运放单元的第一电压端接高电平电压，各级所述运放单元的第二电压端接地电源电压。5.如权利要求4所述的信号采样电路，其特征在于，所述运放单元包括运放集成电路芯片，所述运放集成电路芯片包括两个第一增益端、一个第二增益端、第一驱动电压端、第二驱动电压端、同相输入端、反相输入端和输出端；所述运放单元还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和两个钳位二极管，所述运放集成电路芯片的两个第一增益端通过第一电阻连接；所述运放集成电路芯片的反相输入端通过第二电阻接所述运放单元的第二电压端；所述运放集成电路芯片的第一驱动电压端接所述运放单元的第一电压端、以及通过第一电容接所述运放单元的第二电压端；所述运放集成电路芯片的第二驱动电压端接所述运放单元的第二电压端；所述运放集成电路芯片的同相输入端接所述运放单元的信号输...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢浩，
申请(专利权)人：北京三快在线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11