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公開番号2024058548
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2023054047
出願日2023-03-29
発明の名称信号調整回路及び測定装置
出願人惠州億緯り能股ふん有限公司
代理人個人
主分類H03M 1/12 20060101AFI20240418BHJP(基本電子回路)
要約【課題】電圧サンプリング調整の適用サンプリング範囲を増加し、セグメント電圧の連続的な調整を実現し、サンプリング精度を向上させ、電圧サンプリング回路の適用ケースを拡大することができる信号調整回路及び測定装置を提供する。
【解決手段】信号調整回路は、選択回路が、入力電圧信号の電圧値が、電圧しきい値回路の電圧しきい値信号よりも小さい場合、第1のオン信号を出力し、第1のセグメント電圧調整サブ回路が、受信した第1のオン信号に応じて、入力電圧信号を調整して、第1の出力電圧信号を出力し、入力電圧信号の電圧値が電圧しきい値信号のしきい値よりも大きい場合、選択回路が第2のオン信号を出力し、さらに、第2のセグメント電圧調整サブ回路が、入力電圧信号を調整して第2の出力電圧信号を出力することで、高精度で広い範囲の電圧信号調整を実現し、異なるセグメントの電圧に対して異なるゲイン方式を採用する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電圧しきい値信号を出力するように構成される電圧しきい値回路と、
第１のセグメント電圧調整サブ回路および第２のセグメント電圧調整サブ回路を含み、前記第１のセグメント電圧調整サブ回路が受信した第１のオン信号に応じて、入力電圧信号を調整して、第１の出力電圧信号を出力するように構成され、前記第２のセグメント電圧調整サブ回路が受信した第２のオン信号に応じて、前記入力電圧信号を調整して、第２の出力電圧信号を出力するように構成されるセグメント電圧調整回路と、
前記電圧しきい値回路、前記第１のセグメント電圧調整サブ回路および前記第２のセグメント電圧調整サブ回路にそれぞれ接続され、入力電圧信号および前記電圧しきい値信号を受信するように構成され、さらに前記入力電圧信号の電圧値が前記電圧しきい値信号のしきい値よりも小さい場合に、前記第１のオン信号を出力し、前記入力電圧信号の電圧値が前記電圧しきい値信号のしきい値よりも大きい場合に、前記第２のオン信号を出力するように構成される選択回路と、
を備えることを特徴とする信号調整回路。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記選択回路は第１の比較器および第２の比較器を含み、
前記第１の比較器の第１の入力端は前記入力電圧信号を受信するために用いられ、前記第１の比較器の第２の入力端は前記電圧しきい値回路の出力端に接続され、前記第１の比較器の出力端は前記第１のセグメント電圧調整サブ回路に接続され、前記電圧しきい値回路の電源端は直流電力供給電源に接続するために用いられ、
前記第２の比較器の第１の入力端は前記電圧しきい値回路の出力端に接続され、前記第２の比較器の第２の入力端は前記入力電圧信号を受信するために用いられ、前記第２の比較器の出力端は前記第２のセグメント電圧調整サブ回路に接続されることを特徴とする請求項１に記載の信号調整回路。
【請求項３】
前記電圧しきい値回路は第１の抵抗器及び第２の抵抗器を含み、
前記第１の抵抗器の第１の端は前記直流電力供給電源に接続され、前記第１の抵抗器の第２の端は前記第２の抵抗器の第１の端に接続され、前記第２の抵抗器の第２の端はアースに接続され、前記第１の比較器の第２の入力端、前記第２の比較器の第１の入力端はそれぞれ前記第１の抵抗器の第２の端と前記第２の抵抗器の第１の端との間に接続されることを特徴とする請求項２に記載の信号調整回路。
【請求項４】
前記第１のセグメント電圧調整サブ回路は第１のスイッチトランジスタ及び第１の比例演算増幅サブ回路を含み、
前記第１のスイッチトランジスタのゲートは前記第１の比較器の出力端に接続され、前記第１のスイッチトランジスタのドレインは前記入力電圧信号を受け入れるために用いられ、前記第１のスイッチトランジスタのソースは前記第１の比例演算増幅サブ回路の非反転入力端に接続され、前記第１の比例演算増幅サブ回路の出力端は第１の比例増幅電圧信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の信号調整回路。
【請求項５】
前記第２のセグメント電圧調整サブ回路は第２のスイッチトランジスタ、第２の比例演算増幅サブ回路、第１の差動増幅サブ回路及び連続出力調節回路を含み、
前記第２のスイッチトランジスタのゲートは前記第２の比較器の出力端に接続され、前記第２のスイッチトランジスタのドレインは前記入力電圧信号を受け入れるために用いられ、前記第２のスイッチトランジスタのソースは前記第２の比例演算増幅サブ回路の非反転入力端に接続され、前記第２の比例演算増幅サブ回路の出力端は前記第１の差動増幅サブ回路の非反転入力端に第２の比例増幅電圧信号を伝送するように構成され、前記第１の差動増幅サブ回路の反転入力端は前記連続出力調節回路に接続され、前記第１の差動増幅サブ回路の出力端は調節された第２の比例増幅電圧信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の信号調整回路。
【請求項６】
前記第１のセグメント電圧調整サブ回路はさらに第１の電圧追従サブ回路を含み、
前記第１の電圧追従サブ回路の非反転入力端は前記第１の比例演算増幅サブ回路の出力端に接続されることを特徴とする請求項５に記載の信号調整回路。
【請求項７】
前記第２のセグメント電圧調整サブ回路はさらに第２の電圧追従サブ回路を含み、
前記第２の電圧追従サブ回路の非反転入力端は前記第１の差動増幅サブ回路の出力端に接続されることを特徴とする請求項６に記載の信号調整回路。
【請求項８】
前記連続出力調節回路は第３の抵抗器及び第４の抵抗器を含み、
前記第３の抵抗器の第１の端は前記直流電力供給電源に接続され、前記第３の抵抗器の第２の端は前記第４の抵抗器の第１の端に接続され、前記第４の抵抗器の第２の端はアースに接続され、前記第１の差動増幅サブ回路の反転入力端は前記第３の抵抗器の第２の端と前記第４の抵抗器の第１の端との間に接続されることを特徴とする請求項７に記載の信号調整回路。
【請求項９】
前記第１の比較器は演算比較器であり、第２の比較器は演算比較器であることを特徴とする請求項５に記載の信号調整回路。
【請求項１０】
請求項１から３のいずれか一項に記載の信号調整回路を備えることを特徴とする信号測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願は、信号調整技術の分野に関し、特に、信号調整回路及び測定装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
信号調整回路は、アナログ信号をデータ収集、制御プロセス、計算・表示・読み出し等の実行に使用可能なデジタル信号に変換する回路である。電圧信号のサンプリング調整は、信号調整回路の主要な構成部分である。
【０００３】
実際の電圧サンプリング中、入力電圧の範囲は非常に広い。入力電圧が過大である場合、サンプリング回路の測定範囲を超えることになり、入力電圧が過小である場合、サンプリング精度の不足又はサンプリングできないことを招く。通常、固定の増幅率で入力電圧を増幅してサンプリングするが、サンプリング精度が低く、電圧を連続的に調整することはできない。マイクロコントローラでセグメント化してサンプリングするように制御すると、回路は比較的に複雑で、コストが高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに鑑みて、上記従来の電圧サンプリング調整方式に存在する問題に対して、電圧サンプリング調整の適用サンプリング範囲を増加し、セグメント電圧の連続的な調整を実現し、サンプリング精度を向上させ、電圧サンプリング回路の適用ケースを拡大することができる信号調整回路及び測定装置を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の側面において、本出願は、
電圧しきい値信号を出力するように構成される電圧しきい値回路と、
第１のセグメント電圧調整サブ回路および第２のセグメント電圧調整サブ回路を含み、第１のセグメント電圧調整サブ回路が受信した第１のオン信号に応じて、入力電圧信号を調整して、第１の出力電圧信号を出力するように構成され、第２のセグメント電圧調整サブ回路が受信した第２のオン信号に応じて、入力電圧信号を調整して、第２の出力電圧信号を出力するように構成されるセグメント電圧調整回路と、
電圧しきい値回路、第１のセグメント電圧調整サブ回路および第２のセグメント電圧調整サブ回路にそれぞれ接続され、入力電圧信号および電圧しきい値信号を受信するように構成され、さらに入力電圧信号の電圧値が電圧しきい値信号のしきい値よりも小さい場合に、第１のオン信号を出力し、入力電圧信号の電圧値が電圧しきい値信号のしきい値よりも大きい場合に、第２のオン信号を出力するように構成される選択回路と、を備える信号調整回路を提供する。
【０００６】
オプションとして、選択回路は第１の比較器および第２の比較器を含み、
第１の比較器の第１の入力端は入力電圧信号を受信するために用いられ、第１の比較器の第２の入力端は電圧しきい値回路の出力端に接続され、第１の比較器の出力端は第１のセグメント電圧調整サブ回路に接続され、電圧しきい値回路の電源端は直流電力供給電源に接続するために用いられ、
第２の比較器の第１の入力端は電圧しきい値回路の出力端に接続され、第２の比較器の第２の入力端は入力電圧信号を受信するために用いられ、第２の比較器の出力端は第２のセグメント電圧調整サブ回路に接続される。
【０００７】
オプションとして、電圧しきい値回路は第１の抵抗器及び第２の抵抗器を含み、
第１の抵抗器の第１の端は直流電力供給電源に接続され、第１の抵抗器の第２の端は第２の抵抗器の第１の端に接続され、第２の抵抗器の第２の端はアースに接続され、第１の比較器の第２の入力端、第２の比較器の第１の入力端はそれぞれ第１の抵抗器の第２の端と第２の抵抗器の第１の端との間に接続される。
【０００８】
オプションとして、第１のセグメント電圧調整サブ回路は第１のスイッチトランジスタ及び第１の比例演算増幅サブ回路を含み、
第１のスイッチトランジスタのゲートは第１の比較器の出力端に接続され、第１のスイッチトランジスタのドレインは入力電圧信号を受け入れるために用いられ、第１のスイッチトランジスタのソースは第１の比例演算増幅サブ回路の非反転入力端に接続され、第１の比例演算増幅サブ回路の出力端は第１の比例増幅電圧信号を出力するように構成される。
【０００９】
オプションとして、第２のセグメント電圧調整サブ回路は第２のスイッチトランジスタ、第２の比例演算増幅サブ回路、第１の差動増幅サブ回路及び連続出力調節回路を含み、
第２のスイッチトランジスタのゲートは第２の比較器の出力端に接続され、第２のスイッチトランジスタのドレインは入力電圧信号を受け入れるために用いられ、第２のスイッチトランジスタのソースは第２の比例演算増幅サブ回路の非反転入力端に接続され、第２の比例演算増幅サブ回路の出力端は第１の差動増幅サブ回路の非反転入力端に第２の比例増幅電圧信号を伝送するように構成され、第１の差動増幅サブ回路の反転入力端は連続出力調節回路に接続され、第１の差動増幅サブ回路の出力端は調節された第２の比例増幅電圧信号を出力するように構成される。
【００１０】
オプションとして、第１のセグメント電圧調整サブ回路はさらに第１の電圧追従サブ回路を含み、
第１の電圧追従サブ回路の非反転入力端は第１の比例演算増幅サブ回路の出力端に接続される。
（【００１１】以降は省略されています）

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