用于数字化两个或更多模拟信号的模拟到数字转换级和相位同步方法

申请号 CN201080068819.1 申请日 2010-08-27 公开(公告)号 CN103201955B 公开(公告)日 2017-09-22
申请人 微动公司; 发明人 P.J.海斯; C.B.麦卡纳利;
摘要 一种模拟到数字转换级(300)包括三个或更多ADC(303,305,307),其接收两个或更多模拟 信号 ,从第一 模拟信号 生成第一 数字化信号 ,从至少第二模拟信号生成至少第二数字化信号从而产生两个或更多数字化信号,并且从两个或更多模拟信号生成一个或多个冗余数字化信号。所述一个或多个冗余数字化信号是与所述两个或更多数字化信号基本上并行地生成的。处理器件(330)从所述一个或多个冗余数字化信号当中的冗余数字化信号与所述两个或更多数字化信号当中的相应的数字化信号之间的 相位 差生成 相位漂移 值,并且利用所述一个或多个相位漂移值补偿相应的数字化信号。
权利要求

1.一种用于将两个模拟信号数字化的模拟到数字转换ADC级(300),所述ADC级(300)包括:
四个ADC(303,305,307,309),其被配置成接收所述两个模拟信号,从两个模拟信号当中的第一模拟信号生成第一数字化信号,从两个模拟信号当中的第二模拟信号生成第二数字化信号从而产生两个数字化信号,从第一模拟信号生成第一冗余数字化信号,并且从第二模拟信号生成第二冗余数字化信号,其中第一和第二冗余数字化信号是与所述两个数字化信号基本上并行地生成的;
耦合到四个ADC(303,305,307,309)的处理器件(330),其中所述处理器件(330)被配置成从第一冗余数字化信号与第一数字化信号之间的相位差生成第一相位漂移值和从第二冗余数字化信号与第二数字化信号之间的相位差生成第二相位漂移值,并且利用第一和第二相位漂移值补偿第一和第二数字化信号。
2.权利要求1的ADC级(300),其中,第一和第二相位漂移值是与第一和第二数字化信号基本上同时生成的。
3.权利要求1的ADC级(300),其中,所述两个模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号。
4.权利要求1的ADC级(300),其中,所述两个模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述处理器件(330)使用第一和第二数字化信号与第一和第二相位漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
5.权利要求1的ADC级(300),其中,所述两个模拟信号包括由Coriolis质量流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述处理器件(330)使用第一和第二数字化信号与第一和第二相位漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
6.权利要求1的ADC级(300),其中,所述两个模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中生成第一和第二冗余数字化信号、生成第一和第二相位漂移值以及补偿相应的数字化信号还包括:
从数字化左拾取信号与第一冗余数字化信号之间的左相位差生成左相位漂移值;
从数字化右拾取信号与第二冗余数字化信号之间的右相位差生成右相位漂移值;
利用左相位漂移值补偿左数字化信号;以及
利用右相位漂移值补偿右数字化信号。
7.一种用于将两个模拟信号数字化的相位同步方法,所述方法包括:
从所述两个模拟信号当中的第一模拟信号生成第一数字化信号,并且从所述两个模拟信号当中的第二模拟信号生成第二数字化信号,从而产生两个数字化信号;
从所述两个模拟信号生成第一和第二冗余数字化信号,其中第一和第二冗余数字化信号是与所述两个数字化信号基本上并行地生成的;
从第一冗余数字化信号与第一数字化信号之间的相位差生成第一相位漂移值和从第二冗余数字化信号与第二数字化信号之间的相位差生成第二相位漂移值;以及利用第一和第二相位漂移值补偿第一和第二数字化信号。
8.权利要求7的相位同步方法,其中,第一和第二相位漂移值是与所述第一和第二数字化信号基本上同时生成的。
9.权利要求7的相位同步方法,其中,所述两个模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号。
10.权利要求7的相位同步方法,其中,所述两个模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述方法还包括使用所述第一和第二数字化信号和第一和第二相位漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
11.权利要求7的相位同步方法,其中,所述两个模拟信号包括由Coriolis质量流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述方法还包括使用所述第一和第二数字化信号和第一和第二相位漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
12.权利要求7的相位同步方法,其中,所述两个模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中生成第一和第二冗余数字化信号、生成第一和第二相位漂移值以及补偿相应的数字化信号的步骤还包括:
从数字化左拾取信号与第一冗余数字化信号之间的左相位差生成左相位漂移值;
从数字化右拾取信号与第二冗余数字化信号之间的右相位差生成右相位漂移值;
利用左相位漂移值补偿左数字化信号;以及
利用右相位漂移值补偿右数字化信号。

说明书全文

用于数字化两个或更多模拟信号的模拟到数字转换级和相位

同步方法

技术领域

[0001] 本发明涉及模拟到数字转换器(ADC),并且更具体来说涉及多个ADC之间的相位同步

背景技术

[0002] 例如Coriolis质量流量计和振动密度计之类的振动导管传感器通常通过检测包含流动材料的振动导管的运动来操作。与导管中的材料相关联的属性(比如质量流量、密度等等)可以通过处理接收自与导管相关联的运动换能器的测量信号来确定。填充有振动材料的系统的振动模式通常受到包含导管与包含在其中的材料的组合的质量、劲度和阻尼特性的影响。
[0003] 典型的Coriolis质量流量计包括一条或多条导管,所述导管在管线或其他传输系统中串联连接并且在系统中传送例如流体、浆体、乳浊液等之类的材料。每一条导管可以被视为具有一组自然振动模式,包括例如简单弯曲、扭转、径向和耦合模式。在典型的Coriolis质量流测量应用中,随着材料流经导管,所述导管被激发在一种或多种振动模式下,并且在沿着导管间隔开的各点处测量导管的运动。所述激发通常由致动器提供,例如诸如音圈类型的驱动器之类的机电器件,其以周期性方式扰动导管。可以通过测量各换能器位置处的运动之间的时间延迟或相位差来确定质量流率。
[0004] 通常采用两个这样的换能器(或拾取传感器)来测量一条或多条流动导管的振动响应,并且其通常被放置在致动器上游和下游的位置处。所述两个拾取传感器连接到电子仪器。所述仪器接收来自两个拾取传感器的信号并且对所述信号进行处理,以便特别导出质量流率测量。
[0005] 拾取信号通常包括如由拾取传感器线圈拾取的振动所生成的时变模拟信号。随后将模拟拾取信号转换成数字信号以进行处理。
[0006] 图1示出了对于Coriolis流量计的现有技术模拟到数字转换器(ADC)布置。由左拾取(LPO)传感器生成的左拾取信号被馈送到第一ADC中,并且由右拾取(RPO)传感器生成的右拾取信号被馈送到第二ADC中。每一个ADC数字化对应的模拟信号,并且将相应的数字化拾取信号输出到处理器或其他电路以供进一步处理。举例来说,所述处理可以包括确定由于Coriolis效应导致的拾取传感器信号之间的相位差。相位差可以被用来确定经过流量计的质量流率。
[0007] 显而易见的是,由两个ADC引入的任何相位差将被处理器看到,并且将会对质量流率测量造成负面影响。ADC的相位漂移性能是其设计所固有的。ADC的相位漂移可能受到输入信号幅度改变、电源电压改变、EMC效应、温度改变、输入频率改变、噪声内容、谐波内容或其他原因的影响。
[0008] 商业上很容易买到被称作编解码器的部件,其包括组合的编码器-解码器。编解码器在相同的管芯上包含两个ADC连同数字到模拟转换器(DAC),其中这些部件通常被设计成工作在音频范围内(即高达大约20000Hz的频率)。很难找到用于双通道模拟到数字转换(其中相位差非常重要)的适当编解码器,这是因为不同的制造商具有不同的构造处理,从而可能得到非常不同的相位性能。此外,编解码器被设计成在音频领域内工作,在那里小的相位差是可以接受的。因此,商业上可以买到的编解码器不具有可用在Coriolis流量计设计中的任何相位规范。此外,由于没有规定相位漂移,因此制造商可以在任何点处改变相位漂移性能。这就使得用户处于必须不断检查相位漂移性能的位置。

发明内容

[0009] 在本发明的一个方面中,一种用于数字化两个或更多模拟信号的模拟到数字转换(ADC)级包括:
[0010] 三个或更多ADC,其被配置成接收所述两个或更多模拟信号,从两个或更多模拟信号当中的第一模拟信号生成第一数字化信号,从两个或更多模拟信号当中的至少第二模拟信号生成至少第二数字化信号,从而产生两个或更多数字化信号,并且从两个或更多模拟信号生成一个或多个冗余数字化信号,其中所述一个或多个冗余数字化信号是与所述两个或更多数字化信号基本上并行地生成的;
[0011] 耦合到所述三个或更多ADC的处理器件,其中所述处理器件被配置成从所述一个或多个冗余数字化信号当中的冗余数字化信号与所述两个或更多数字化信号当中的相应的数字化信号之间的相位差生成相位漂移值,并且利用所述一个或多个相位漂移值补偿相应的数字化信号。
[0012] 优选地,所述相位漂移值是与所述两个或更多数字化信号基本上同时生成的。
[0013] 优选地,两个或更多相位漂移值是与所述两个或更多数字化信号基本上同时生成的。
[0014] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号。
[0015] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述处理器件使用所述两个或更多数字化信号和相位漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
[0016] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由Coriolis质量流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述处理器件使用所述两个或更多数字化信号和漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
[0017] 优选地,所述一个或多个冗余数字化信号是从所述两个或更多模拟信号当中的一个或多个固定的预定模拟信号生成的。
[0018] 优选地,所述一个或多个冗余数字化信号是从所述两个或更多模拟信号当中循环地生成的。
[0019] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中生成一个或多个冗余数字化信号、生成相位漂移值以及补偿相应的数字化信号还包括:从左模拟拾取信号生成冗余数字化左拾取信号,从右模拟拾取信号生成冗余数字化右拾取信号,从数字化左拾取信号与冗余数字化左拾取信号之间的左相位差生成左相位漂移值,从数字化右拾取信号与冗余数字化右拾取信号之间的右相位差生成右相位漂移值,利用左相位漂移值补偿左数字化信号,以及利用右相位漂移值补偿右数字化信号。
[0020] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中生成一个或多个冗余数字化信号、生成相位漂移值以及补偿相应的数字化信号还包括:从左模拟拾取信号生成冗余数字化左拾取信号,从数字化左拾取信号与冗余数字化左拾取信号之间的左相位差生成左相位漂移值,利用左相位漂移值补偿左数字化信号,在第二时间从右模拟拾取信号生成冗余数字化右拾取信号,在第二时间从数字化右拾取信号与冗余数字化右拾取信号之间的右相位差生成右相位漂移值,以及在第二时间利用右相位漂移值补偿右数字化信号。
[0021] 在本发明的一个方面中,一种用于数字化两个或更多模拟信号的相位同步方法包括:
[0022] 从两个或更多模拟信号当中的第一模拟信号生成第一数字化信号,并且从两个或更多模拟信号当中的至少第二模拟信号生成至少第二数字化信号,从而产生两个或更多数字化信号;
[0023] 从两个或更多模拟信号生成一个或多个冗余数字化信号,其中所述一个或多个冗余数字化信号是与所述两个或更多数字化信号基本上并行地生成的;
[0024] 从所述一个或多个冗余数字化信号当中的冗余数字化信号与所述两个或更多数字化信号当中的相应的数字化信号之间的相位差生成相位漂移值;以及
[0025] 利用所述相位漂移值补偿相应的数字化信号。
[0026] 优选地,所述相位漂移值是与所述两个或更多数字化信号基本上同时生成的。
[0027] 优选地,两个或更多相位漂移值是基本上与所述两个或更多数字化信号同时生成的。
[0028] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号。
[0029] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述处理器件使用所述两个或更多数字化信号和相位漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
[0030] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由Coriolis质量流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中所述处理器件使用所述两个或更多数字化信号和漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。
[0031] 优选地,所述一个或多个冗余数字化信号是从所述两个或更多模拟信号当中的一个或多个固定的预定模拟信号生成的。
[0032] 优选地,所述一个或多个冗余数字化信号是从所述两个或更多模拟信号当中循环地生成的。
[0033] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中生成一个或多个冗余数字化信号、生成相位漂移值以及补偿相应的数字化信号还包括:从左模拟拾取信号生成冗余数字化左拾取信号,从右模拟拾取信号生成冗余数字化右拾取信号,从数字化左拾取信号与冗余数字化左拾取信号之间的左相位差生成左相位漂移值,从数字化右拾取信号与冗余数字化右拾取信号之间的右相位差生成右相位漂移值,利用左相位漂移值补偿左数字化信号,以及利用右相位漂移值补偿右数字化信号。
[0034] 优选地,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号,其中生成一个或多个冗余数字化信号、生成相位漂移值以及补偿相应的数字化信号还包括:从左模拟拾取信号生成冗余数字化左拾取信号,从数字化左拾取信号与冗余数字化左拾取信号之间的左相位差生成左相位漂移值,利用左相位漂移值补偿左数字化信号,在第二时间从右模拟拾取信号生成冗余数字化右拾取信号,在第二时间从数字化右拾取信号与冗余数字化右拾取信号之间的右相位差生成右相位漂移值,以及在第二时间利用右相位漂移值补偿右数字化信号。附图说明
[0035] 图1示出了对于Coriolis流量计的现有技术模拟到数字转换器(ADC)布置。
[0036] 图2示出了包括仪表组件和仪表电子装置的Coriolis流量计。
[0037] 图3示出了根据本发明的一个实施例的模拟到数字转换(ADC)级。
[0038] 图4是根据本发明的用于数字化两个或更多模拟信号的相位同步方法的流程图
[0039] 图5示出了其中由开关设定了第一转换配置的ADC转换级。
[0040] 图6示出了其中开关已从图5中所示的状态改变并且设定了第二转换配置的ADC转换级。
[0041] 图7示出了根据本发明的另一个实施例的ADC级。
[0042] 图8示出了图7的实施例,但是其具有三个模拟输入而不是两个。
[0043] 图9示出了根据本发明的另一个实施例的ADC级。
[0044] 图10示出了当以循环方式操作在四个分立时间周期上时图9的ADC级。

具体实施方式

[0045] 图1-10和下面的描述描绘出用以教导本领域技术人员如何产生并使用本发明的最佳模式的具体实例。出于教导本发明的原理的目的,简化或者省略了一些传统方面。本领域技术人员将认识到落在本发明的范围内的这些实例的变型。本领域技术人员将认识到,可以按照多种方式组合下面描述的特征从而形成本发明的多个变型。因此,本发明不限于下面描述的具体实例,而仅由权利要求书及其等效表述限制。
[0046] 图2示出了包括仪表组件10和仪表电子装置20的Coriolis流量计5。仪表组件10对处理材料的质量流率和密度做出响应。仪表电子装置20通过引线100连接到仪表组件10,以便通过路径26提供密度、质量流率和温度信息以及其他信息。虽然描述了Coriolis流量计结构,但是本领域技术人员将认识到,本发明可以被实践为振动管密度计。
[0047] 仪表组件10包括一对集流管150和150’、具有凸缘颈部110和110’的凸缘103和103’、一对平行流管130和130’、驱动机构180、温度传感器190以及一对速度(拾取)传感器
170L和170R。流管130和130’具有两条基本上直的入口支管131和131’以及出口支管134和
134’,其在流管装配台120和120’处朝向彼此会聚。流管130和130’在两个对称位置处沿其长度弯曲,并且在其整个长度上基本上平行。撑杆140和140’用来定义每一条流管围绕其振荡的轴线W和W’。
[0048] 流管130和130’的侧支管131、131’和134、134’固定地附着到流管装配台120和120’,并且这些装配台接着又固定地附着到集流管150和150’。这样就提供了穿过Coriolis仪表组件10的连续封闭材料路径。
[0049] 当具有孔洞102和102’的凸缘103和103’通过入口端104和出口端104’连接到载送所测量的处理材料的处理线路(未示出)中时,材料通过凸缘103中的孔口101进入仪表的端部104,并且通过集流管150被传导到具有表面121的流管装配台120。在集流管150内,所述材料被分流并且经过流管130和130’运送。在离开流管130和130’之后,处理材料在集流管150’内被重组到单个流中,并且随后被运送离开通过凸缘103’连接到处理线路的端部
104’。
[0050] 流管130和130’被选择并且适当地装配到流管装配台120和120’,从而具有基本上相同的质量分布、惯性矩以及分别围绕弯曲轴W--W和W’--W’的杨氏模量。这些弯曲轴穿过撑杆140和140’。由于流管的杨氏模量随着温度改变,并且该改变会影响流量和密度的计算,因此将电阻温度检测器(RTD)190装配到流管130’,以便持续测量流管的温度。流管的温度以及由此对于经过其中的给定电流而出现在RTD两端的电压由经过流管的材料的温度决定。出现在RTD两端的与温度有关的电压在众所周知的方法中被仪表电子装置20使用来补偿由于流管温度的任何改变而导致的流管130和130’的弹性模量的改变。RTD通过引线195连接到仪表电子装置20。
[0051] 在被称作流量计的第一异相弯曲模式下,两条流管130和130’被驱动器180在围绕其对应弯曲轴W和W’的相反方向上驱动。该驱动机构180可以包括许多公知的布置当中的任一种,比如装配到流管130’的磁体和装配到流管130且交流电流经过其中以用于振动两条流管的对置线圈。适当的驱动信号由仪表电子装置20通过引线185应用到驱动机构180。
[0052] 仪表电子装置20接收引线195上的RTD温度信号以及分别出现在引线165L和165R上的左和右速度信号。仪表电子装置20产生出现在引线185上的驱动信号,以便驱动元件180并且振动管130和130’。仪表电子装置20对左和右速度信号以及RTD信号进行处理,以便特别计算经过仪表组件10的材料的质量流率和/或密度。该信息连同其他信息由仪表电子装置20通过路径26施加。
[0053] 图3示出了根据本发明的一个实施例的模拟到数字转换(ADC)级300。ADC级300在某些实施例中可以包括仪表电子装置20的部件。举例来说,ADC级300可以接收多个模拟输入(比如多个模拟拾取传感器信号)并且从中生成多个数字化信号。
[0054] 所示出的实施例中的ADC级300包括第一模拟到数字转换器(ADC)303、第二ADC 305和第三ADC 307。三个ADC 303、305和307耦合到处理器件330。处理器件330可以包括能够检测数字信号之间的相位差并且生成其间的相位漂移(或相位差)的器件。处理器件330可以包括不同的部件,或者可以包括仪表电子装置20内的另一个处理器或器件的一部分。
处理器件330可以包括能够确定信号之间的相位差的任何器件或子器件。
[0055] 在所示出的实施例中,三个ADC 303、305和307利用开关321和322耦合到左拾取(LPO)传感器170L和右拾取(RPO)传感器170R。开关321和322被操作来将LPO 170L和RPO 170R连接到三个ADC 303、305和307。
[0056] 三个或更多ADC 303、305、307被配置成接收两个或更多模拟信号,从两个或更多模拟信号当中的第一模拟信号生成第一数字化信号,从两个或更多模拟信号当中的至少第二模拟信号生成至少第二数字化信号,从而产生两个或更多数字化信号,并且从两个或更多模拟信号生成一个或多个冗余数字化信号。所述一个或多个冗余数字化信号是与所述两个或更多数字化信号基本上并行地生成的。处理器件330被配置成从所述一个或多个冗余数字化信号当中的冗余数字化信号与所述两个或更多数字化信号当中的相应的数字化信号之间的相位差生成相位漂移值。处理器件330被配置成利用所述一个或多个相位漂移值补偿相应的数字化信号。
[0057] 在一些实施例中,所述一个或多个冗余数字化信号是从所述两个或更多模拟信号当中的一个或多个固定的预定模拟信号生成的(参见图7-8和伴随的讨论)。其结果是,所述相位漂移值是与所述两个或更多数字化信号基本上同时生成的。可选地,所述一个或多个冗余数字化信号是从所述两个或更多模拟信号当中循环地生成的(参见图10和伴随的讨论)。在该实施例中,两个或更多相位漂移值可以是与所述两个或更多数字化信号基本上同时生成的。
[0058] 在一些实施例中,所述两个或更多模拟信号包括由振动流量计5生成的左模拟拾取信号和右模拟拾取信号。处理系统330使用所述两个或更多数字化信号和相位漂移值来确定流动材料的一项或多项流动特性。在一些实施例中,振动流量计5包括Coriolis质量流量计5。Coriolis质量流量计5从所述两个或更多数字化信号生成质量流率测量,其中所述两个或更多数字化信号是从两个或更多拾取传感器接收的。
[0059] 图4是根据本发明的用于数字化两个或更多模拟信号的相位同步方法的流程图400。在步骤401中,从两个或更多模拟信号当中的第一模拟信号生成第一数字化信号。
[0060] 在步骤402中,从两个或更多模拟信号当中的至少第二模拟信号生成至少第二数字化信号。其结果是产生了两个或更多数字化信号。应当理解的是,取决于模拟输入的数目,可以数字化多于两个模拟信号。
[0061] 在步骤403中,从两个或更多模拟信号生成一个或多个冗余数字化信号。冗余数字化信号的数目可以取决于可用ADC的数目。此外,冗余数字化信号的数目可以是设计选择。所述一个或多个冗余数字化信号是与所述两个或更多数字化信号基本上并行地生成的,其中可以把所述一个或多个冗余数字化信号与所述数字化信号中的一个或多个进行比较。
[0062] 在步骤404中,生成相位漂移值。可以从所述一个或多个冗余数字化信号当中的冗余数字化信号与所述两个或更多数字化信号当中的相应的数字化信号之间的相位差生成相位漂移值。相位漂移值包括对于特定ADC的相位漂移的量化。相位漂移值包括对于两个ADC器件之间的相位漂移的量化。相位漂移值随后可以被用于相位同步。相位漂移值可以被应用于适当的ADC的输出。
[0063] 在步骤405中,利用相位漂移值补偿相应的数字化信号(即被用来与冗余数字化信号进行比较的数字化信号)。所述补偿可以包括在数字化信号的后续使用或处理中使用所述相位漂移值。
[0064] 在一些实施例中,所述方法提供多个基本上并行的冗余信号以用在所述同步方法中。在这样的实施例中,所述方法可以从左模拟拾取信号生成冗余数字化左拾取信号,从右模拟拾取信号生成冗余数字化右拾取信号,从数字化左拾取信号与冗余数字化左拾取信号之间的左相位差生成左相位漂移值,从数字化右拾取信号与冗余数字化右拾取信号之间的右相位差生成右相位漂移值,利用左相位漂移值补偿左数字化信号,并且利用右相位漂移值补偿右数字化信号。
[0065] 在其他实施例中,所述方法提供串行的冗余信号以用在所述同步方法中。在这样的实施例中,所述方法可以从左模拟拾取信号生成冗余数字化左拾取信号,从数字化左拾取信号与冗余数字化左拾取信号之间的左相位差生成左相位漂移值,利用左相位漂移值补偿左数字化信号,在第二时间从右模拟拾取信号生成冗余数字化右拾取信号,在第二时间从数字化右拾取信号与冗余数字化右拾取信号之间的右相位差生成右相位漂移值,并且在第二时间利用右相位漂移值补偿右数字化信号。
[0066] 图5示出了其中由开关321和322设定了第一转换配置的ADC转换级300。其结果是,第一ADC 303接收模拟左拾取信号AL并且生成数字化左拾取信号DL,同时第三ADC 307接收模拟左拾取信号AL并且生成冗余数字化左拾取信号DL’。第二ADC 305接收模拟右拾取信号AR并且生成数字化右拾取信号DR。随后可以将冗余数字化左拾取信号DL’与数字化左拾取信号DL进行比较,以便确定第一ADC 303中的相位漂移。
[0067] 由于数字化左拾取信号DL和数字化冗余左拾取信号DL’二者都产生自模拟左拾取信号AL,因此它们应当具有相同的相位。因此,这两个数字化信号DL与DL’之间的相位差值将示出第一ADC 303与第二ADC 305之间的相对相位漂移的数量。
[0068] 所述相位差值例如可以被用来对第一ADC 303施行相位补偿或相位调节。对于第一ADC 303的相位差值可以被用在后续的处理中,其中可以根据所述相位差值修改来自第一ADC 303的数字化信号。这可以包括利用所述相位差值算术地或数字地修改数字化信号。
[0069] 该相位差检测将不需要太多时间,并且将不会与两个拾取信号的数字化发生干扰。在这一操作期间,第一ADC 303将输出数字化左拾取信号DL以用于流测量和处理。与此同时,第二ADC 305将输出数字化右拾取信号DR,其中数字化左和右信号DL和DR可以被用来计算各种流动特性和/或流动材料特性。
[0070] 图6示出了其中开关321和322已从图5中所示的状态改变并且设定了第二转换配置的ADC转换级300。第一ADC 303和第二ADC 305接收模拟左拾取信号AL,并且第三ADC 307接收模拟右拾取信号AR。在该配置中,第一ADC 303产生冗余数字化左拾取信号DL’,第三ADC 307产生数字化右拾取信号DR,并且第二ADC 305产生数字化左拾取信号DL。DL与DL’之间的相位差值可以被用来补偿或校正第二ADC 305。
[0071] 在前面讨论的实施例中,两项比较是:将第一ADC与第二ADC进行比较,以及随后将第三ADC与第二ADC进行比较。随后迭代这两个步骤。可选地,相位漂移补偿可以包括三项或更多项比较,诸如例如但不限于:将第一ADC与第三ADC进行比较,将第一ADC与第二ADC进行比较,以及随后将第二ADC与第三ADC进行比较。随后迭代这三个步骤。
[0072] 由于存在两个或更多输入、三个或更多可能的输出(例如比如集合AL、AR、AL’或集合AL、AR、AL’、AR’)以及多个ADC器件,因此其结果是可能有许多种ADC与输出的组合。应当理解的是,并不需要所有可能的组合来监测三个ADC的集合中的相位漂移。一种最简单的算法将是仅仅把三个ADC的其中之一用于相位漂移检测,比如第二ADC 305(参见图7和伴随的讨论)。但是正如从各图中看到的那样,可以使用任何布置。
[0073] 图7示出了根据本发明的另一个实施例的ADC级300。在该实施例中,第一ADC 303生成数字化左信号DL,并且第三ADC 307生成数字化右信号DR,而第二ADC 305专用于产生冗余数字化信号。因此只需要单个开关320。
[0074] 在操作中,开关320向第二ADC 305提供左模拟信号AL或右模拟信号AR。第二ADC 305基于从开关320提供的信号生成冗余数字化左信号DL’或冗余数字化右信号DR’。在该实施例中,第二ADC 305充当参考器件,并且不生成测量或工作输出。
[0075] 可以看到,在该实施例中,相位漂移测量本质上是串行的。量化左信号相位漂移,随后是右信号相位漂移,随后又回到左信号。该实施例比较简单,并且可以对于除了最高采样率或最极端操作条件之外的所有情况提供足够的相位漂移量化。
[0076] 图8示出了图7的实施例,但是具有三个模拟输入而不是两个。与前面一样,第二ADC 305可以循环地接收三个输入的其中之一,并且生成相应的冗余数字化输出以用于相位漂移量化和补偿。
[0077] 图9示出了根据本发明的另一个实施例的ADC级300。在该实施例中,ADC级300包括两个模拟输入和四个ADC 303、3054、307和309。因此,ADC级300可以并行地生成冗余数字化信号。因此,该实施例中的相位漂移补偿可以更加紧密地跟踪相位漂移并且延迟的概率更低。
[0078] 该图中的四个ADC实施例可以利用每个芯片具有两个ADC器件的商业上能够买到的编解码器。不是仅仅将单个ADC器件用于相位漂移确定并且留下一个ADC未被使用,而是将两个ADC用于信号数字化,可以根据任何所期望的操作模式采用所有四个ADC。
[0079] 该图中的ADC级300可以通过不同方式实现相位漂移确定。在一种操作方法中,四个ADC当中的两个可以专用于生成两个数字化输出信号,并且剩余的两个ADC可以专用于生成两个冗余数字化信号,正如图中所示出的那样。
[0080] 在另一种操作方法中,各ADC可以被控制成进行循环并且交替地生成数字化和冗余数字化信号。在该实施例中,没有ADC充当固定参考,并且在特定ADC有缺陷或者表现出过多相位漂移的情况下可以最小化误差(参见图10和伴随的讨论)。
[0081] 图10示出了当以循环方式操作在四个分立时间周期上时图9的ADC级300。在该操作实施例中,每一个ADC都将生成数字化和冗余数字化输出(DL、DR、DL’、DR’)。在第四周期的末尾,操作将迭代地循环回去并且再一次实施所述操作。
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