一種電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊，其應(yīng)用于液化天然氣液位變送器中，屬于液位技術(shù)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]單片機不能直接處理液化天然氣液位傳感器的電容信號，需要將信號通過電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊；對于電容傳感器的測量來說，傳統(tǒng)的電路方式有其無法克服的局限性，復(fù)雜的模擬電路設(shè)計，難以擴展的電容測量范圍，都會給開發(fā)帶來非常大的阻力。實際應(yīng)用中，要求電容數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊既要有足夠?qū)挼臏y量范圍，也必須有足夠高的測量精度，同時具備將電容的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可處理的數(shù)字信號。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對以上問題，本實用新型目的在于提供一種應(yīng)用于液化天然氣液位變送器電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊，可實現(xiàn)測量范圍從幾fF到幾百nF的覆蓋，既適合超低功耗最低至幾個yA的測量，也適合尚精度達(dá)到21位有效位的尚性能測量，還可以進(jìn)彳丁最尚達(dá)50萬次每秒鐘的快速測量。傳感器測量到的數(shù)據(jù)可以在模塊內(nèi)部進(jìn)行現(xiàn)行校準(zhǔn)，然后通過SPI數(shù)據(jù)串行接口進(jìn)行傳送。另外，模塊還可以發(fā)送PWM/PDM輸出電壓信號。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型具體提供一種電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊，用于將來自外部傳感器的電容信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳送到外部單片機；所述轉(zhuǎn)換模塊主要包括一電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01、與電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl多個管腳分別連接的多個電阻和電容、還包括三個接插件；其中，三個接插件用于接入外部電容傳感器的輸出端；所述電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)用于液化天然氣液位變送器中；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PCO、PCl外接參考電容CREF兩端，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC2、PC3外接第一接插件，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC4、PC5外接第二接插件，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC6、PC7外接第三接插件，以實現(xiàn)電容信號測量范圍從幾fF到幾百nF的覆蓋；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl包含一內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路，所述內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路將從三個接插件接收到的電容信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl包含一 SPI串行接口，其通過SPI串行接口與外部單片機連接并將所述數(shù)字信號傳送到外部單片機；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳VDD外接一電源接口以獲得3.3V直流電壓。
[0005]所述轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)了超低功耗的測量，還提高了測量精度、測量范圍以及測量速度。
【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊電路圖。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明。
[0008]圖1所示，本實用新型的電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊，用于將來自外部傳感器的電容信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳送到外部單片機；所述轉(zhuǎn)換模塊主要包括一電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01、與電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl多個管腳分別連接的多個電阻和電容、還包括三個接插件；其中，三個接插件用于接入外部電容傳感器的輸出端；所述電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)用于液化天然氣液位變送器中；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC0、PC1外接參考電容CREF兩端，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC2、PC3外接第一接插件，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC4、PC5外接第二接插件，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC6、PC7外接第三接插件，以實現(xiàn)電容信號測量范圍從幾fF到幾百nF的覆蓋；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl包含一內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路，所述內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路將從三個接插件接收到的電容信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl包含一 SPI串行接口，其通過SPI串行接口與外部單片機連接并將所述數(shù)字信號傳送到外部單片機；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳VDD外接一電源接口以獲得3.3V直流電壓。
[0009]在上述電路中，其外圍電阻有R201、R202、R203、R204、R205、R206，電容有C201、C202、C203、C204、CREF，接插件有 P201,、P202、P203。集成電路 PCAPOl 的 19 管腳 VDD 接
3.3V供電。
[0010]更具體的實施例中，其外圍電阻R201，阻值為lkD，一端與3.3V電源VCC，另一端與集成電路PCAPO1-AD的第21管腳相連接;R202，阻值為IkQ, 一端與3.3V電源VCC,另一端與集成電路PCAP01-AD的第23管腳相連接；R203，阻值為Ik Ω，一端與3.3V電源VCC，另一端與集成電路PCAP01-AD的第20管腳相連接；R204，阻值為IkQ，一端與3.3V電源VCC,另一端與集成電路PCAP01-AD的第16管腳相連接；R205，阻值為470k Ω，一端與模擬地GNDA，另一端與集成電路PCAPO1-AD的第18管腳相連接；R206，阻值為470k Ω，一端與集成電路PCAP01-AD的第8管腳，另一端與集成電路PCAP01-AD的第9管腳相連接；RT1000為熱敏電阻，一端與集成電路PCAP01-AD的第7管腳，另一端與集成電路PCAP01-AD的第9管腳相連接；電容C201，容值為4.7 μ F，一端與模擬地GNDA，另一端與集成電路PCAPO1-AD的第10管腳相連接；C202，容值為0.1 μ F，一端與模擬地GAND，另一端與3.3V電源VCC相連接；C203，容值為22nF，一端與模擬地GNDA，另一端與集成電路PCAP01-AD的第9管腳相連接；C204，容值為0.01 μ F，一端與模擬地GAND，另一端與3.3V電源VCC相連接；CREF，一端與集成電路PCAPO1-AD的第27管腳，另一端與集成電路PCAPO1-AD的第28管腳相連接；接插件P201，一端與集成電路PCAP01-AD的第29管腳，另一端與集成電路PCAP01-AD的第30管腳相連接；P202，一端與集成電路PCAP01-AD的第31管腳，另一端與集成電路PCAPO1-AD的第32管腳相連接；P203，一端與集成電路PCAPO1-AD的第2管腳，另一端與集成電路PCAP01-AD的第3管腳相連接；集成電路PCAP01-AD的19管腳VDD接3.3V供電。
[0011]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)先實施方式，只要以基本相同手段本實用新型目的的技術(shù)方案都屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊，用于將來自外部傳感器的電容信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳送到外部單片機；所述轉(zhuǎn)換模塊主要包括一電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01、與電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl多個管腳分別連接的多個電阻和電容、還包括三個接插件；其中，三個接插件用于接入外部電容傳感器的輸出端；所述電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)用于液化天然氣液位變送器中，其特征在于: 電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PCO、PCl外接參考電容CREF兩端，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC2、PC3外接第一接插件，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC4、PC5外接第二接插件，電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳PC6、PC7外接第三接插件，以實現(xiàn)電容信號測量范圍從幾fF到幾百nF的覆蓋； 電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl包含一內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路，所述內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路將從三個接插件接收到的電容信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號； 電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl包含一 SPI串行接口，其通過SPI串行接口與外部單片機連接并將所述數(shù)字信號傳送到外部單片機； 電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAPOl的管腳VDD外接一電源接口以獲得3.3V直流電壓。
【專利摘要】本實用新型涉及一種電容數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模塊，應(yīng)用于液化天然氣液位變送器中；轉(zhuǎn)換模塊主要包括一電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01、與電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01多個管腳分別連接的多個電阻和電容、還包括三個接插件；其中，三個接插件用于接入外部電容傳感器的輸出端；電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片PCAP01的內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路將從三個接插件接收到的電容信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。所述轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)了超低功耗的測量，還提高了測量精度、測量范圍以及測量速度。
【IPC分類】G01F23-26
【公開號】CN204439166
【申請?zhí)枴緾N201520121611
【發(fā)明人】張樹園, 李晶晶, 魏旭, 伍永輝, 史永剛
【申請人】陜西華臻汽車零部件有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月2日