可编程电压监测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种可编程电压监测电路，包括编程控制电路、监测电压产生电路和电压实时监测电路，所述编程控制电路包括编程状态选择端和状态判断电路，所述编程状态选择端用于供用户选择输入接地、接电源、悬空和悬空相连四种编程状态之一，所述状态判断电路根据用户选择的编程状态产生对应的控制信号并输出至监测电压产生电路；所述监测电压产生电路根据输入的所述控制信号产生对应的监测电压输出至电压实时监测电路；所述电压实时监测电路比较监测电压与待监测电压，产生相应的监测结果。本发明专利技术在不增加编程管脚和改变编程方式的前提下，增加了编程状态，扩大了监测电路可覆盖电压的范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电压监测，具体地说涉及一种可编程电压监测电路。
技术介绍
目前一般应用的可编程电压监测电路，其每个编程管脚有接电源、接 地和悬空三种状态；每个管脚产生两个开关控制信号，用来控制一个同相 放大器的输入电阻，该同相放大器在输入电阻不同的情况下有不同的放大 倍数，以此产生不同的监测电压。这种可编程电压监测电路有3"中不同的 电压设置状态，其中N代表了编程管脚数目。在可编程电压监测电路的应用中要注意以下几个要点1) 要求两个相邻监测电压的值不能相离太远，否则会降低电压编程 精度，以两个相邻监测电压相差0.1v为佳；2) 电压检测的范围要广，否则电压监测电路的应用范围就会受到限 制，目前较常用的电压有5v、 3.3v、 2.5v、 1.8v这几个值， 一个较好的可 编程电压监测电路应该能覆盖上述电压范围；3) 编程设定的管脚要少，编程设置方式要简单，以便减小PCB面积 的损耗；4) 产生的功耗要小。根据以上几点的要求，我们可以看到上述的可编程电压监测电路具有 以下缺点首先，在编程精度为O.lv (指两个相邻监测电压相差O.lv)，采用三 个编程管脚的情况下，由于三个管脚只能有31^ =27种状态，则编程的可 变范围只有2.7v，不能覆盖1.8v到5v的整个范围，为了扩大电压覆盖范 围，势必要增加编程管脚，这样就会造成PCB面积的损耗。其次，该电路采用电阻形式的同相放大器，在放大时放大器的电阻形 成了到地电位的直流通路，会产生较大的直流功耗。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种可编程电压监测电路，该 电路在不增加编程管脚的前提下，可以增加编程状态，扩大可覆盖电压的 范围。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案可编程电压监测电路，包括编程控制电路、监测电压产生电路和电压 实时监测电路，所述编程控制电路包括编程状态选择端和状态判断电路， 所述编程状态选择端用于供用户选择接地、接电源、悬空和悬空相连四种 编程状态之一，所述状态判断电路根据用户选择的编程状态产生对应的控制信号并输出至监测电压产生电路；所述监测电压产生电路根据输入的所 述控制信号产生对应的监测电压输出至电压实时监测电路；所述电压实时 监测电路比较监测电压与待监测电压，产生相应的监测结果。所述状态判断电路包括单个管脚状态判断电路、悬空判断电路和悬空 相连判断电路；所述单个管脚状态判断电路，其输入端与编程状态选择端 相连，用以产生与编程状态选择端分别为接地、接电源或悬空这三种编程 状态时对应的控制信号，并输出至监测电压产生电路和悬空判断电路；所 述悬空判断电路监测单个管脚状态判断电路产生的控制信号，在判断到编 程状态选择端出现多个悬空状态时产生对应控制信号并输出至悬空相连判 断电路；所述悬空相连判断电路的输入端与编程状态选择端相连，所述悬 空相连判断电路响应悬空判断电路输入的控制信号，在判断到编程状态选 择端出现悬空相连状态时产生控制信号并输出至监测电压产生电路。所述悬空判断电路包含数字运算电路，所述数字运算电路用于对任意 两个单个管脚状态判断电路产生的控制信号进行数字运算，当判断所述两 个管脚同时处于悬空状态时，输出相应控制信号到悬空相连判断电路。所述数字运算电路包括第一或非门和第一与门，所述悬空相连判断电 路包括第二或非门、锁存器和第二与门，所述第一或非门两输入端分别输 入所述单个管脚状态判断电路输出的控制信号，输出端分别与第一与门和 第二与门一输入端相连；所述第一与门另一输入端为时钟信号输入端，输 出端与所述锁存器时钟信号输入端相连；所述第二或非门两输入端分别输 入编程状态选择端输出的信号，输出端与所述锁存器输入端相连，所述锁 存器输出端与所述第二与门另一输入端相连，所述第二与门输出对应于悬 空相连状态的控制信号至监测电压产生电路。所述锁存器为D型触发器。所述悬空相连判断电路还包括电平形成电路，所述电平形成电路包含 与所述第二或非门一输入端相连的第一节点和与所述第二或非门另一输入 端相连的第二节点，所述第一节点与第二节点分别与两编程状态选择端相 连，用于在悬空不相连状态时产生逻辑相反电平，在悬空相连状态时产生 逻辑相同电平。所述监测电压产生电路包括开关电容积分器，所述开关电容积分器包 含采样电容、积分电容、基准源、两相不交叠时钟和运算放大器，所述采 样电容用于将所述编程控制电路输出的控制信号耦合至运算放大器一输入 端，所述积分电容跨接在所述运算放大器输入端与运算放大器输出端之间， 所述运算放大器另一输入端与基准源相连，所述编程控制电路输出的控制 信号控制改变采样电容值从而使得监测电压对应变化。所述电压实时监测电路中包括开环比较器，所述开环比较器两输入端 分别与监测电压产生电路输出的监测电压和待监测电压相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术通过加入对悬空相连的判断，提供了比现有的监测电路更多的 编程状态，从而在不增加编程管脚和改变编程方式的前提下，扩大了监测 电路可覆盖电压的范围。进一步的，监测电压发生监测电压产生电路采用开关电容的实现形 式，避免了放大工作时期反馈部分到地电位直流通路的形成，从而降低了 直流功耗。 附图说明图1是本专利技术实施例的电路模块示意图2是本专利技术实施例中用到的四个异步时钟信号示意图3是本专利技术实施例中编程控制电路的门级电路示意图4是本专利技术实施例中监测电压产生电路和实时监测电路的门级电路 示意图5—A是本专利技术实施例中采用的开关电容积分器原理图； 图5—B是本专利技术实施例中开关电容积分器一种状态下的等价电路原 理图6是本专利技术实施例中开关电容积分器用到的两相不交叠时钟电路示 意图7是本专利技术实施例中开关电容积分器用到的两相不交叠时钟信号示 意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式进行详细说明。参看图1，本专利技术实施例的可编程电压监测电路是通过对编程管脚采 取不同的连接方式接电源、接地、悬空、两管脚悬空并且相连来设定不 同的监测电压值，该电路包括编程控制电路、监测电压产生电路和电压实 时监测电路。其中，编程控制电路包括单个管脚状态判断电路、悬空判 断电路、悬空相连判断电路和三个异步时钟信号输入。监测电压产生电路 包括五个控制信号输入和一个异步时钟信号输入。下面首先对编程控制电 路的工作过程进行具体说明。本专利技术实施例的可编程电压监测电路共有四个异步时钟信号CkO、Ckl、 Ck2和Ck3，如图2所示，这四个时钟具有相同的周期T3，同时维 持高电平的时间也相同，都为Tl。 Ckl的高电平到来时间相对CkO的高电 平到来时间延迟T2， Ck2和Ck3的高电平到来时间分别相对Ckl和Ck2 的高电平到来时间也延迟T2。其中CKO和Ckl这两相时钟用来对单个管 脚的状态进行判断时提供时钟信号，Ck2用来在判断两个管脚有没有相连 时提供时钟，Ck3用来在产生监测电压时提供时钟。编程控制电路的门级电路参见图3，图3及随后的各附图中的①表示 由MOSFET (金属氧化物型场效应管)构成的开关，②上的符号表示控制 开关闭合和断开的控制信号，例如当②上的符号为Phl时，则表示该开关 由Phl控制其闭合和断开。所有的开关都是在控制信号为高电平的时候闭 合，为低电平的时候断开。图3中示出了PIN0脚和PIN1本文档来自技高网...

【技术保护点】
可编程电压监测电路，包括编程控制电路、监测电压产生电路和电压实时监测电路，其特征在于，所述编程控制电路包括编程状态选择端和状态判断电路，所述编程状态选择端用于供用户选择接地、接电源、悬空和悬空相连四种编程状态之一，所述状态判断电路根据用户选择的编程状态产生对应的控制信号并输出至监测电压产生电路；所述监测电压产生电路根据输入的所述控制信号产生对应的监测电压输出至电压实时监测电路；所述电压实时监测电路比较监测电压与待监测电压，产生相应的监测结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛彬杰，汪清勤，古道雄，陈红英，王新安，张兴，
申请(专利权)人：深圳市长运通集成电路设计有限公司，北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]