一种芯片制造技术

本发明专利技术公开一种芯片。该芯片的一具体实施方式包括集成于该芯片的光探测器和模数转换器；所述光探测器，用于探测光线角度并输出模拟角度信号；所述模数转换器，用于将所述模拟角度信号转换为数字角度信号并输出。该实施方式集成度高、工作效率高且可靠性高，适用于在不同环境中工作的各种电子设备。

A chip

【技术实现步骤摘要】
一种芯片
本专利技术涉及微电子
更具体地，涉及一种芯片。
技术介绍
很多利用光能进行充电的电子设备需要对光信号进行检测来确定光电池板最佳的采光角度，因此光电信息技术的发展起到了越来越重要的作用。光电信息技术涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多方面。光电信息技术广泛应用于国民经济和国防建设的各行各业。近年来，光电信息技术以极快的响应速度、极宽的频宽、极大的信息容量以及极高的信息效率和分辨率推动者现代信息技术的发展。在利用光能进行充电的电子设备采集光能的过程中，光探测器是必不可少的器件。此外，模拟器件是连接着数字世界与真实世界的纽带，其应用范围涵盖汽车、计算机及外设、无线与有线通讯和工业等诸多领域。因此，需要提供一种能实现采集光线角度的应用的芯片。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种芯片，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术提供了一种芯片，包括集成于该芯片的光探测器和模数转换器；所述光探测器，用于探测光线角度并输出模拟角度信号；所述模数转换器，用于将所述模拟角度信号转换为数字角度信号并输出。可选地，所述光探测器为半导体光探测器。可选地，所述半导体光探测器为双光电二极管。可选地，所述模数转换器采用CMOS集成电路实现，包括：比率乘法器、信号处理电路、压控振荡器和数字处理电路；所述比率乘法器，用于对正弦及余弦形式的模拟角度信号与数字角度信号进行对比运算，输出交流误差信号；所述信号处理电路，用于将所述交流误差信号与参考信号进行相位调制，并对调制后的信号进行积分运算，输出直流电压积分信号；所述压控振荡器，用于根据所述直流电压积分信号输出时钟脉冲信号；所述数字处理电路，用于根据所述时钟脉冲信号进行计数，将所述计数结果作为数字角度信号反馈至所述比率乘法器并对所述计数结果进行锁存，在停止计数时将所述计数结果作为由所述模拟角度信号转换得到的数字角度信号进行输出。可选地，所述比率乘法器包括：正弦输入端、余弦输入端、第一放大器、第二放大器、对比运算器及第三放大器；所述第一放大器，用于对由所述正弦输入端输入的正弦形式的模拟角度信号进行放大；所述第二放大器，用于对由所述余弦输入端输入的余弦形式的模拟角度信号进行放大；所述对比运算器，用于将放大后的正弦形式的模拟角度信号、放大后的余弦形式的模拟角度信号与数字角度信号进行对比运算，通过第三放大器进行放大后输出交流误差信号。可选地，所述信号处理电路包括：相位调制解调器和积分器；所述相位调制解调器，用于将所述交流误差信号与参考信号进行相位调制；所述积分器，用于对调制后的信号进行积分运算，输出直流电压积分信号。可选地，所述压控振荡器包括电流积分器、正比较器、负比较器和数字逻辑器件；所述电流积分器，用于对所述直流电压积分信号进行积分以输出正向或负向的积分电压；所述正比较器，用于在正向的积分电压超过其预设门限时分别向电流积分器和数字逻辑器件输出脉冲信号；所述负比较器，用于在负向的积分电压超过其预设门限时分别向电流积分器和数字逻辑器件输出脉冲信号；所述电流积分器，用于根据脉冲信号重启积分；所述数字逻辑器件，用于根据脉冲信号输出时钟脉冲信号。可选地，所述数字处理电路包括双向计数器和输出锁存器；所述双向计数器，用于根据所述时钟脉冲信号进行计数，将所述计数结果作为数字角度信号反馈至所述比率乘法器并输出至输出锁存器；所述输出锁存器，用于对所述计数结果进行锁存，并在停止计数时将所述计数结果作为由所述模拟角度信号转换得到的数字角度信号进行输出。可选地，所述输出锁存器进行三态输出。可选地，该芯片采用抗总剂量辐射结构。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案集成度高、工作效率高且可靠性高，适用于在不同环境中工作的各种电子设备。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出本专利技术实施例提供的芯片的示意图。图2示出半导体光探测器的结构示意图。图3示出双光电二极管的剖视图。图4示出模数转换器的结构原理示意图。图5示出比率乘法器的电路结构示意图。图6示出信号处理电路的电路结构示意图。图7示出压控振荡器的电路结构示意图。图8示出数字处理电路的电路结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术的实施例提供了一种芯片，包括集成于该芯片的光探测器和模数转换器；所述光探测器，用于探测光线角度并输出模拟角度信号；所述模数转换器，用于将所述模拟角度信号转换为数字角度信号并输出。本实施例提供的芯片集成度高、工作效率高且可靠性高，通过一块芯片即可实现光线角度到数字信号的采集/转换，适用于在不同环境中工作的各种电子设备，可提高电子设备对光能的利用率。在本实施例的一些可选的实现方式中，所述光探测器为半导体光探测器。半导体光探测器具有体积小、灵活度高、响应速度快等优点，在光纤通信中有广泛的应用。半导体光探测器的基本原理是带电粒子在半导体探测器的灵敏体积内产生电子-空穴对，电子-空穴对在外电场的作用下漂移而输出信号，实现光信号到电信号的转换。在一个具体示例中，如图2所示，光探测器采用半导体材料类型中的光电二极管，工作原理是利用半导体的光敏特性对光信号进行接收。当光线角度变化而导致光强度增加时，PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增加，如果二极管反偏，则反向电流增大，因此，光电二极管的反向电流随光照的增加而上升。光电二极管是一种特殊的二极管，它工作在反向偏置状态下。进一步，为了实现光电二极管的集成且具备较高工作速度，所述半导体光探测器为双光电二极管。双光电二极管即采用DPD结构的光电二极管。DPD器件属于光伏探测器，如图3所示，它的制作方法是在衬底上做一个n阱，再在n阱内制作叉指状p+扩散电极，n阱的引出采用n+扩散电极，器件外围用p+扩散制作一个保护环。这种结构存在两个pn结。n阱与p+区构成一个pn结，称工作二极管D0。n阱与衬底构成一个pn结，称屏蔽二极管DS。光照时，在衬底深处的光生载流子被屏蔽二极管的耗尽区所吸收，不能扩散到工作二极管内。工作二极管内没有长距离扩散的光生载流子，只有n阱内短途扩散的载流子，从而提高了工作二极管的速度。在本实施例的一些可选的实现方式中，所述模数转换器采用CMOS集成电路实现，如图4所示，模数转换器包括：比率乘法器、信号处理电路、压控振荡器和数字处理电路；比率乘法器的第一输入端(第一输入端包括正弦输入端和余弦输入端)连接光探测器的输出端，第二输入端连接数字处理电路的反馈输出端，输出端连接信号处理电路的输入端；信号处理电路的输出端连接压控振荡器的输入端；压控振荡器的输出端连接数字处理电路的输入端；数字处理电路的数字信号输出端作为模数转换器的输出端。所述比率乘法器，用于对正弦及余弦形式的模拟角度信号与数字角度信号进行对比运算，输出交流误差信号；所述信号处理电路，用于将所述交流误差信号与参考信号进行相位调制，并对调制后的信号进行积分运算，输出直流电压积分信号；所述压控振荡器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片，其特征在于，包括集成于该芯片的光探测器和模数转换器；所述光探测器，用于探测光线角度并输出模拟角度信号；所述模数转换器，用于将所述模拟角度信号转换为数字角度信号并输出。

【技术特征摘要】
1.一种芯片，其特征在于，包括集成于该芯片的光探测器和模数转换器；所述光探测器，用于探测光线角度并输出模拟角度信号；所述模数转换器，用于将所述模拟角度信号转换为数字角度信号并输出。2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述光探测器为半导体光探测器。3.根据权利要求2所述的芯片，其特征在于，所述半导体光探测器为双光电二极管。4.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述模数转换器采用CMOS集成电路实现，包括：比率乘法器、信号处理电路、压控振荡器和数字处理电路；所述比率乘法器，用于对正弦及余弦形式的模拟角度信号与数字角度信号进行对比运算，输出交流误差信号；所述信号处理电路，用于将所述交流误差信号与参考信号进行相位调制，并对调制后的信号进行积分运算，输出直流电压积分信号；所述压控振荡器，用于根据所述直流电压积分信号输出时钟脉冲信号；所述数字处理电路，用于根据所述时钟脉冲信号进行计数，将所述计数结果作为数字角度信号反馈至所述比率乘法器并对所述计数结果进行锁存，在停止计数时将所述计数结果作为由所述模拟角度信号转换得到的数字角度信号进行输出。5.根据权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述比率乘法器包括：正弦输入端、余弦输入端、第一放大器、第二放大器、对比运算器及第三放大器；所述第一放大器，用于对由所述正弦输入端输入的正弦形式的模拟角度信号进行放大；所述第二放大器，用于对由所述余弦输入端输入的余弦形式的模拟角度信号进行放大；所述对比运算器，用于将放大后的正弦形式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫海，张薇，朱恒宇，刘刚，
申请(专利权)人：北京锐达芯集成电路设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11