电子感测电路制造技术

传感器（１０）的输出连接至第一比较器输入。控制电路（１８）用于从向上跟踪模式依次切换至向下相对电平检测模式，向下跟踪模式，向上相对电平检测模式以及返回至向上跟踪模式。第一和第二数模转换电路（１４ａ，ｂ）分别从控制电路（１８）接收第一和第二数字控制值。可控组合器电路（１６）的输入连接至第一和第二数模转换电路（１４ａ，ｂ）的输出，该可控组合器的一个输出连接至第二比较器输入，控制电路（１８）的第一输出连接至可控组合器电路（１６），使得组合器电路（１６）分别在向上和向下跟踪模式中，向第二比较器输入提供由第一和第二数模转换电路（１４ａ，ｂ）确定的第一和第二组合器输出信号，并且在相对电平检测模式中，向第二比较器输入提供第三组合器输出信号，该第三组合器输出信号对应于第一和第二组合器输出信号的平均值。控制电路（１８）的输入连接至比较器（１２）的输出，控制电路（１８）在向上跟踪模式中，通过感测信号的向上变化的第一数模转换电路（１４ａ），来控制定向的向上跟踪，并且在向上跟踪模式中，通过感测信号的向下变化的第二数模转换电路（１４ｂ），来控制定向的向下跟踪。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在对模拟传感器的输出信号进行电子处理时，未知的偏移电压或甚至漂移偏移电压经常带来问题。为了获得能够被数字化处理的信息，诸如关于感测信号跨越预定电平的时刻的信息，或者关于在给定时刻相对于预定电平来说感测信号的电平的信息，该感测信号必须与参考电平进行比较。参考电平中的偏移电压，以及将参考电平与感测信号进行比较的比较器电路中的偏移电压都会混淆该比较。参考电压漂移问题的一种解决方案是定义与感测信号呈现的最大电平和最小电平相关的参考电平。这对于在最大值和最小值之间反复变化的感测信号特别有用，其中该感测信号是被感测参数的函数。采用模拟和数字解决方案来实现这个方案都是可以的。在模拟解决方案中，可以使用带有二极管和电容的峰值电平检测器来建立最小值和最大值，并且将该峰值电平检测器与分压网络结合，从确立的最小值和最大值中产生参考电平。可惜的是，这样的解决方案受到电流泄漏问题的影响，这在传感器电路经常遇到的高温环境中尤其严重。在数字解决方案中，进行信号的A/D切换，最小数字值和最大数字值被确定并用于计算参考电平。在数字的后处理解决方案中，这种方式可以用于其他数字化值的数字缩放，但是这样的后处理不能精确地确定感测信号跨越预定电平的时刻；并且该解决方案需要具有高分辨率。在另一实施例中，使用最小数字值和最大数字值数字地计算参考电平，该计算出的参考电平被转换回模拟值，并以模拟方式与感测信号进行比较。这样，能够保持转换定时。但是，这样的解决方案包括大量的电路开销，也还可能遭受比较器中偏移的影响，该比较器将感测信号与产生的参考电平进行比较。本专利技术的其中一个目的是提供一种电子感测电路，用于定义与感测信号进行比较的参考电平，该感测信号不受模拟解决方案中固有的未知偏移或漂移的影响，也不需要完全的数字解决方案的高开销。本专利技术提供了一种如权利要求1所述的电子感测电路。该电路将感测信号与参考电平进行比较，其中使用最小值和最大值产生该参考电平。在该电路中，利用同一比较器执行所有关键的比较，即确定最小值和最大值，以及将感测信号与参考电平进行比较。这样，该比较器的任何偏移都不会影响结果。在感测信号的一个周期中，该电路在相对电平检测模式和跟踪模式之间切换，以确定最小值和最大值。利用D/A转换器电路产生最大值和最小值。在向上和向下跟踪模式中，由第一和第二数字控制信号值确定的信号分别作为参考电平提供至比较器，并且相应的D/A转换器电路只在各自的方向上跟踪感测信号的变化，直到比较器指示感测信号分别低于和高于所提供的参考电平。优选地，使用第一和第二D/A转换器电路产生响应于各个控制信号值的最大值和最小值。这会减小转换误差的影响。在向上和向下跟踪模式中，由第一和第二D/A转换器电路的输出控制的信号，分别作为参考电平提供至比较器，并且相应的D/A转换器电路只在各自的方向上跟踪感测信号的变化，直到比较器指示感测信号分别低于和高于提供的参考电平。在相对电平检测模式中，在向上和向下跟踪模式中作为参考电平提供的信号的平均值，被作为参考电平提供至比较器。优选地，这些信号在平均值中权重相同，但是在其他实施例中，例如，如果使用比较器将感测信号与相对于最小值和最大值来说的多电平进行比较，其中该多电平是多比特A/D转换的一部分，也可以使用不相等的权重。优选地，在向上和向下跟踪模式中作为参考电平提供的信号分别唯一的由第一D/A转换器电路或第二D/A转换器电路确定，而不受另一D/A转换器电路的影响。但是，如果作为参考电平提供的信号具有交叉相关，也不会影响结果。优选地，该电路保持在相对电平检测模式中，直到比较器指示感测信号已经跨越提供的参考电平。优选地，如果向上跟踪达到的电平低于前一向上跟踪模式期间呈现的值，并且如果向下跟踪达到的电平高于前一向下跟踪模式期间呈现的值，则布置控制电路，在切换至跟踪模式之时或之前，复位D/A转换器电路的数字控制值，其中在该跟踪模式中，D/A转换器跟踪感测信号。这样，关于感测信号的最大值和最小值的暂时变化可以被考虑在内。优选地，数字控制值被复位至最小可能值和最大可能值。但是在一个实施例中，它们可以被复位至更小的范围，例如通过降低或升高预定数量的数字步长。这样，可以提供保护来避免由于局部最小值或最大值引起的误差。优选地，在比较器的输出端提供锁存器，在相对电平检测模式下，允许该锁存器传递比较器的输出信号，在跟踪模式下，该锁存器保持前一个信号。这样，参考电平选择机制对于锁存器后面的电路是透明的。优选地，当检测到感测信号已经经过最大值或最小值时，自动执行从跟踪模式切换至相对电平检测模式。这可以通过例如以下方式实现分别在向上和向下跟踪模式中，检测到D/A转换器的输出信号在预定长度的时间间隔内没有必须的向上或向下的改变。在另一实施例中，这通过以下方式检测分别在向上和向下跟踪模式中，检测感测信号是否下降至或上升至低于或高于最大值或最小值且超过一个阈值。有利地，使用比较器执行必要的比较，这些比较用于切换至相对电平检测模式，并且，该比较器也用于建立最大值和最小值以及相对电平检测。但是，由于这些比较在相对电平检测期间不会直接影响参考电平，所以可以使用其他的比较器而不影响偏移。将利用附图，以非限制方式描述本专利技术的这些和其他的目的以及有利的方面。附图说明图1表示传感器电路；图2表示感测中包含的信号；图3表示传感器电路的感测部分；图4表示数模转换器电路；图5表示组合器电路；图6表示控制电路；图7表示另一控制电路；图8表示传感器电路的一部分。图1表示传感器电路，该传感器电路具有感测部分10，比较器12，一对数模(D/A)转换器电路14a，b，可开关组合器电路16，控制电路18和锁存器19。D/A转换器电路14a，b具有模拟信号输出，该输出连接至组合器电路16。感测部分10和可开关组合器电路16的输出连接至比较器12的输入，该比较器的输出连接至锁存器19。控制电路18的输入连接至比较器12的输出，控制电路18的数字信号输出连接至D/A转换器电路14a，b的输入、可开关组合器电路16以及锁存器19。运行时，感测部分产生感测信号，该感测信号具有摆动性质，在最小值和最大值之间上下往复。相关信息包含在感测信号跨越最小值和最大值之间的中间电平的时刻中。在一个实施例中，在与感测部分10的感测信号跨越预定电平的时刻成固定关系的时刻处，传感器电路使锁存器19的输出进行信号电平转换，其中该预定电平是相对于感测部分10的感测信号的最大值和最小值来说的预定电平(通常是一半电平)。应该注意，使用这种单一电平(通常是一半电平)是为了举例说明本专利技术的一种重要应用，但是其他的应用也是可以的，在其他的应用中，可以与关于最小值和最大值定义的多个电平进行比较。这可以用于，例如多比特模数转换器中。类似地，在一个应用中，保存与电平跨越之间的精确时间关系是很重要的，但是在其他应用中，确定感测信号在特定时刻是否高于或低于一个电平已足够。在这种情况下，不需要保存电平跨越的时间。所有关键的比较，即用于确定最小值和最大值的比较，以及与相对于最小值和最大值定义的电平(诸如一半电平)的任意比较都由比较器12完成，以至于比较器12中如果有任何偏移的话，该偏移对时刻的确定没有影响。优选地，使用一个比较器12完成所有需要的比较，但是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子感测电路，包括－传感器（１０），具有用于感测信号的输出；－比较器（１２），具有第一和第二比较器输入，所述传感器（１０）的输出连接至所述第一比较器输入；－控制电路（１８），用于将所述感测电路从向上跟踪模式依次切 换至向下相对电平检测模式，向下跟踪模式，向上相对电平检测模式以及返回至向上跟踪模式；－数模转换器（１４ａ，ｂ，１６），其从所述控制电路（１８）接收数字控制信号，所述控制电路（１８）的第一输出连接至所述数模转换器（１４ａ，ｂ，１６）， 使得所述数模转换器（１４ａ，ｂ，１６）分别在所述向上和向下跟踪模式中，向所述第二比较器输入提供由第一和第二数字控制信号值确定的第一和第二输出信号，并且在所述相对电平检测模式中，向所述第二比较器输入提供第三输出信号，所述第三输出信号对应于所述第一和第二输出信号的平均值；－所述控制电路（１８）的输入连接至所述比较器（１２）的输出，所述控制电路（１８）在所述向上跟踪模式中，通过所述感测信号的向上变化的所述第一数字控制信号值，来控制一个方向的向上跟踪，并且在所述向上跟踪模式中 ，通过所述感测信号的向下变化的所述第二数字控制信号值，来控制一个方向的向下跟踪。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布斯A范欧韦伦，斯特凡布茨曼，莱因哈德布克霍尔德，托马斯斯托克，亨德里克博泽恩，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]