多通道同步采樣保持電路與數(shù)字采樣電路、繼電保護裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及多通道信號獲取技術(shù)領域，更具體地涉及一種多通道同步采樣保持電路、多通道數(shù)字采樣電路及繼電保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在多通道信號獲取實現(xiàn)中，可能存在多通道信號獲取不嚴格同步的現(xiàn)象。對于一些要求高精度控制的應用領域，這樣的多通道信號獲取不嚴格同步是不能接受的。
[0003]如圖1所示，示出了現(xiàn)有的一種多通道數(shù)字采樣電路，其中，使用了多個放大器和一個多通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，每個通道的信號處理相對獨立，因此，這樣的多通道數(shù)字采樣電路造價較高。如果采樣獨立的單通道放大器和獨立的單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)每個通道的信號處理，則這樣的多通道數(shù)字采樣電路不僅結(jié)構(gòu)復雜，而且由于各個放大器增益誤差和各個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換誤差可能造成各個通道之間的通道精度偏差。
[0004]如圖2所示，示出了現(xiàn)有的另一種多通道數(shù)字采樣電路，其中，使用了多通道選擇器、一個單通道放大器和一個單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，通過多通道選擇器選擇多通道模擬信號之一，然后經(jīng)過單通道放大器和單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行信號處理。由于所述多通道選擇器依序選擇多個通道的選擇信號并通過單通道放大器和單通道模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行信號處理，因此以N個通道為例并且以每個通道的處理時間為t為例，第一通道和第N通道之間可能存在的時間偏差為(N-1) t，相應地所獲得的數(shù)字信號的采樣時間偏差亦為(N-1) to作為不例，對于三相電壓米樣的不例應用，每相的信號米樣時間、信號放大時間和數(shù)字轉(zhuǎn)換時間之和可能達到幾十微秒并且甚至可能更高，因此在第一相的數(shù)字采樣信號和第三相的數(shù)字采樣信號之間可能存在的時間偏差為幾十微秒并且甚至可能更高，這樣的時間偏差對于很多要求較高精度控制的應用場合是不可接受的。盡管可能采用后期軟件校準的方式來補償信道間的時間偏差，但是這種后期軟件校準也需要校準處理時間，這相當于將各通道的數(shù)字采樣信號又延遲了相應的校準處理時間，這對于要求高響應速度高精度控制的應用場合更是不可容忍的。
[0005]因此，需要一種多通道數(shù)字采樣電路，其不僅能夠保證各通道的采樣時刻同步、各通道的信號處理精度相同、而且又具有高響應速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多通道同步采樣保持電路及多通道數(shù)字采樣電路，通過控制多通道同步進行采樣保持并且然后利用同一處理電路依序逐個讀取并處理所保持的各通道輸入信號，可以保證多通道的同步采樣、消除通道間采樣時刻及時長偏移，可以保證對多通道的一致性處理，并且可以降低成本。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一方面，提供了一種多通道同步采樣保持電路，其包括多個采樣保持模塊，其中所述多個采樣保持模塊具有相同的電路結(jié)構(gòu)，每個采樣保持模塊用于對一個相應通道的信號進行采樣保持并且包括:采樣子模塊，用于對所述相應通道的信號進行采樣；保持子模塊，用于對所述采樣子模塊采集的信號進行保持；以及放電子模塊，用于對所述保持子模塊進行放電，其中，所述多個采樣保持模塊的所有采樣子模塊都由同一采樣控制信號控制，使得所述多個采樣保持模塊的所有采樣子模塊同步進行信號采樣。
[0008]在一個示例中，所述采樣子模塊包括串聯(lián)連接的第一開關(guān)和第一電阻器，其中，所述采樣控制信號控制所述多個采樣保持電路中的所有第一開關(guān)同時導通或者斷開。
[0009]在一個示例中，所述保持子模塊包括第一電容器，其中，在所述采樣子模塊進行信號采樣并且對所述保持子模塊進行充電時，所述第一開關(guān)導通，所述第一電阻器和所述第一電容器串聯(lián)連接，所述相應通道的信號經(jīng)由所述第一電阻器對所述第一電容器進行充電，直至所述第一電容器充電完成。
[0010]在一個示例中，所述放電子模塊包括串聯(lián)連接的第二開關(guān)和第二電阻器，其中，在所述放電子模塊對所述保持子模塊進行放電時，所述第二開關(guān)導通，所述第二電阻器和所述第一電容器串聯(lián)連接以對所述第一電容器進行放電，直至所述第一電容器放電完成。
[0011]在一個示例中，所述多通道同步采樣保持電路還包括:多通道選擇器，其具有多個輸入端和一個輸出端，并且包括多通道選擇開關(guān)，所述多個輸入端分別與所述多個采樣保持模塊的輸出端連接，所述多通道選擇開關(guān)用于選擇所述輸入端之一，并且將從所選擇的輸入端接收的信號輸出到其輸出端。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種多通道數(shù)字采樣電路，包括如上所述的多通道同步采樣保持電路、以及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中，多通道同步采樣保持電路的多個采樣保持模塊的輸入端分別連接多個待采樣通道以接收相應待采樣通道的信號，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收所述多通道同步采樣保持電路輸出的模擬信號，并將所接收的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0013]在一個示例中，所述多通道同步采樣保持電路還包括:輸出電容器，其第一端與所述多通道選擇器的輸出端連接，其第二端接地；以及輸出放電模塊，其包括輸出放電開關(guān)和放電電阻器，其第一端與所述輸出電容器的第一端連接，其第二端接地，其中，所述多通道選擇器還包括多個第三電阻器，其中所述多通道選擇器的所述多個輸入端分別與所述多個第三電阻器的第一端連接，所述多個第二電阻器的第二端分別與所述多通道選擇開關(guān)的多個輸入端連接，所述多通道選擇開關(guān)的輸出端作為所述多通道選擇器的輸出端。
[0014]在一個示例中，所述多通道數(shù)字采樣電路按照以下流程操作:所述采樣控制信號控制所述多個采樣保持模塊中的所有第一開關(guān)同步導通，以對所述多個采樣保持模塊中的所有第一電容器同步充電直至充電完成，然后所述采樣控制信號控制所述多個采樣保持模塊中的所有第一開關(guān)同步斷開；在所有第一開關(guān)同步斷開之后，所述多通道選擇開關(guān)選擇所述多個輸入端之一以對所述輸出電容器充電直至充電完成，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對從所述輸出電容器采集的模擬信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，在所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器完成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后，控制所述輸出放電開關(guān)導通以對所述輸出電容器放電直至放電完成；在所述輸出電容器放電完成之后，所述多通道選擇開關(guān)選擇所述多個輸入端中另一輸入端以對所述輸出電容器充電直至充電完成，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對從所述輸出電容器采集的模擬信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后控制所述輸出放電開關(guān)導通以對所述輸出電容器放電直至放電完成，重復該操作直至所述多通道選擇開關(guān)已經(jīng)選擇了所有輸入端為止；以及通過放電控制信號控制所述多個采樣保持模塊中的所有第二開關(guān)同步導通，以對所述多個采樣保持模塊中的所有第一電容器放電直至放電完成，然后所述放電控制信號控制所述多個采樣保持模塊中的所有第二開關(guān)同步斷開。
[0015]根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供了一種繼電保護裝置，包括如上所述的多通道數(shù)字采樣電路。
[0016]采用根據(jù)本發(fā)明的多通道同步采樣保持電路及多通道數(shù)字采樣電路，通過將多通道中的第一開關(guān)同時導通以分別同步地對多通道中的第一電容器充電，使得將多通道的信號分別保持在相應的第一電容器中，然后通過利用多通道選擇開關(guān)依序逐個選取多通道的已經(jīng)被保持在第一電容器中的信號，并且利用同一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而可以保證多通道的同步采樣以及對多通道的一致性處理。另一方面，由于利用同一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對多通道的信號依序逐個進行處理，在保證多通道的一致性處理的同時，也降低了整體電路的成本。
[0017]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1圖示了現(xiàn)有技術(shù)的一種多通道數(shù)字采樣電路的示意性框圖；
[0020]圖2圖示了現(xiàn)有技術(shù)的另一種多通道數(shù)字采樣電路的示意性框圖；
[0021]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多通道同步采樣保持電路的示意性框圖；
[0022]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的每個采樣保持模塊的示意性框圖；
[0023]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的每個采樣保持模塊的示意性電路圖；
[0024]圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多通道同步采樣保持電路的示意性電路圖；
[0025]圖7A圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多通道同步采樣保持電路的一種示意性框圖；
[0026]圖7B圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多通道同步采樣保持電路的另一種示意性框圖；
[0027]圖8A圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多通道選擇器的一種示意性電路圖；
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