比例模拟数字转换电路制造技术

比例模拟数字转换电路包括：第一电压范围操作电路，配置成使用第一电压范围的第一电源电压，并输出与外部输入信号对应的模拟信号；以及第二电压范围操作电路，配置成使用第二电压范围的第二电源电压，通过对该模拟信号进行模拟数字转换来生成数字值，反馈该数字值用于模拟数字转换，并输出与该数字值对应且与该输入信号成比例的数字信号。入信号成比例的数字信号。入信号成比例的数字信号。

【技术实现步骤摘要】
比例模拟数字转换电路


[0001]各实施方式总体上涉及模拟数字转换电路，并且更具体地，涉及响应于作为第一电压范围的输入信号的模拟信号输出第二电压范围的数字信号的比例模拟数字转换电路。

技术介绍

[0002]通常，家用电器配置成执行电子控制以提供各种功能，并且可以包括用于电子控制的微控制单元。
[0003]微控制单元配置成与各种外部组件电连接并执行必要的控制。例如，微控制单元可以配置成从诸如传感器的外部信号源接收模拟输入信号，生成用于输入信号的数字信号，并且使用该数字信号实施必要的控制。
[0004]微控制单元可以设计成包括模拟数字转换器(以下称为ADC)，以将模拟输入信号转换为数字信号。
[0005]在微控制单元中，考虑到用途、分辨率、速度、精确度等，ADC可以由积分ADC、∑
‑
Δ(sigma
‑
delta)ADC、逐次逼近寄存器(SAR)ADC等配置。
[0006]例如，SAR ADC可以包括：高电压范围电路，接收作为高电压范围的模拟信号的输入信号；以及低电压范围电路，输出低电压范围的数字信号。高电压范围可以例如为0V至5V的范围，并且低电压范围可以例如为0V至1.2V的范围。
[0007]高电压范围电路可以包括：输入电路，通过信号输入端接收外部输入信号；参考电压提供电路，通过电压输入端接收外部参考电压；以及SAR模拟部件，提供作为比较输入信号和采样电压的结果的比较值。
[0008]低电压范围电路可以包括：SAR数字部件，将SAR模拟部件的比较值转换为数字值；以及数字输出电路，输出与该数字值对应的数字信号。
[0009]可以使用5V的电源电压操作高电压范围电路，并且可以使用1.2V的电源电压操作低电压范围电路。
[0010]以上描述的SAR ADC需要将低电压范围电路的SAR数字部件的数字值反馈给高电压范围电路的SAR模拟部件。SAR ADC需要包括执行信号的电平转换的电平移位器，以传输不同电压范围之间的信号。更详细地，电平移位器可以配置成将SAR数字部件的低电压范围的数字值转换为具有高电压范围的电平，并将转换后的电平传输到SAR模拟部件。电平移位器可以配置在高电压范围电路中。
[0011]SAR ADC可以设计成在制造为芯片的微控制单元中。然而，由于SAR ADC需要包括以上描述的电平移位器，因此在设计上SAR ADC需要大的面积，这成为增加芯片面积的原因。
[0012]此外，由于SAR ADC需要通过电平移位器传输不同电压范围之间的信号，因此SAR ADC在实现高速操作方面具有局限性。
[0013]此外，当输出与高电压范围的输入信号对应的低电压范围的数字信号时，SAR ADC需要考虑到参考电压的电平而保持比例转换的精确度。

技术实现思路

[0014]各实施方式旨在提供能够在减小设计面积的同时实现高速操作的比例模拟数字转换电路。
[0015]此外，各实施方式旨在提供能够通过补偿由于使用低电平的参考电压而引起的转换误差来提高比例转换的精确度的比例模拟数字转换电路。
[0016]在实施方式中，比例模拟数字转换电路可以包括：第一电压范围操作电路，配置成使用第一电压范围的第一电源电压，并输出与外部输入信号对应的模拟信号；以及第二电压范围操作电路，配置成使用第二电压范围的第二电源电压，通过对该模拟信号进行模拟数字转换来生成数字值，反馈该数字值用于模拟数字转换，并输出与该数字值对应且与该输入信号成比例的数字信号，其中，第二电压范围小于第一电压范围，以及其中，第二电源电压的电平低于第一电源电压的电平。
[0017]在实施方式中，比例模拟数字转换电路可以包括：第一电压范围操作电路，配置成使用第一电压范围的第一电源电压，并输出与外部输入信号对应的模拟信号；以及第二电压范围操作电路，配置成使用第二电压范围的第二电源电压，通过对该模拟信号进行模拟数字转换来生成数字值，反馈该数字值用于模拟数字转换，通过对该数字值进行计数来生成计数结果，并通过组合计数结果和监测信息输出与输入信号成比例的数字信号，其中，第二电压范围小于第一电压范围，其中，第二电源电压的电平低于第一电源电压的电平，以及其中，监测信息被提供成具有第一电源电压和第二电源电压的比例值。
[0018]根据本公开的实施方式的比例模拟数字转换电路配置成响应于第一电压范围的输入信号输出第二电压范围的数字信号，并且在第二电压范围内实现用于模拟数字转换的反馈。
[0019]因此，根据本公开的实施方式的比例模拟数字转换电路不需要配置用于电平转换的组件(诸如电平移位器)，并且因此具有能够减小设计面积并实现高速操作的优点。
[0020]此外，根据本公开的实施方式的比例模拟数字转换电路配置成使用在执行模拟数字转换的第二电压范围内的低电平的参考电压。
[0021]因此，根据本公开的实施方式的比例模拟数字转换电路通过使用具有第一电压范围的第一电源电压和第二电压范围的第二电源电压的比例值的监测信息，由低电平的参考电压来补偿转换误差。
[0022]因此，根据本公开的实施方式的比例模拟数字转换电路可以通过利用监测信息补偿转换误差，来提高输入和输出比例转换的精确度。
附图说明
[0023]图1是示出根据本公开的实施方式的比例模拟数字转换电路的框图。
[0024]图2是示出图1的选择参考电压的模拟比较电路和数字值转换电路的详细电路图。
[0025]图3是示出图1的选择接地电压的模拟比较电路和数字值转换电路的详细电路图。
具体实施方式
[0026]本公开公开了比例模拟数字转换电路。
[0027]本公开的比例模拟数字转换电路用于接收作为模拟信号的输入信号并输出通过
模拟数字转换该输入信号生成的数字信号。输出的数字信号具有与该输入信号成比例的值。
[0028]本公开的比例模拟数字转换电路可以设计成在制造为芯片的微控制单元(未示出)内部，或者可以设计成被制造为单独的芯片。
[0029]本公开的比例模拟数字转换电路可以配置成通过芯片的信号输入端接收输入信号，并通过信号输出端向比例模拟数字转换电路的内部组件或外部组件提供由模拟数字转换生成的数字信号。
[0030]本公开的比例模拟数字转换电路可以实施为包括接收作为高电压范围的模拟信号的输入信号的高电压范围电路和输出低电压范围的数字信号的低电压范围电路。
[0031]以上描述的本公开的实施方式可以配置为图1的比例SAR ADC。比例SAR ADC意指以上描述的比例模拟数字转换电路使用比例值以逐次逼近方法将输入信号转换为数字信号。
[0032]在图1所示的本公开的实施方式中，第一电压范围可以例如为0V到5V的范围，且第二电压范围可以例如为0V到1.2V的范围。第一电压范围可以理解为高电压范围，且第二电压范围可以理解为低电压范围。第一电压范围的第一电源电压可以理解为具有5V，且第二电压范围的第二电源电压可以理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.比例模拟数字转换电路，包括：第一电压范围操作电路，配置成使用第一电压范围的第一电源电压，并输出与外部输入信号对应的模拟信号；以及第二电压范围操作电路，配置成使用第二电压范围的第二电源电压，通过对所述模拟信号进行模拟数字转换来生成数字值，反馈所述数字值用于模拟数字转换，并输出与所述数字值对应且与所述输入信号成比例的数字信号，其中，所述第二电压范围小于所述第一电压范围，以及其中，所述第二电源电压的电平低于所述第一电源电压的电平。2.根据权利要求1所述的比例模拟数字转换电路，其中，所述第一电压范围操作电路包括输入电路，以及所述输入电路使用所述第一电源电压接收所述输入信号，并通过预设放大增益输出所述模拟信号，所述模拟信号具有包括在所述第二电压范围内的电平。3.根据权利要求1所述的比例模拟数字转换电路，其中，所述第二电压范围操作电路包括：参考电压提供电路，配置成提供具有所述第二电压范围的电平的参考电压；模拟比较电路，配置成通过反馈信号选择所述参考电压或接地电压，比较采样电压与所述模拟信号，并提供比较结果作为比较值，所述采样电压的电平通过被选择的所述参考电压或所述接地电压而改变；数字值转换电路，配置成通过转换所述比较值来生成所述数字值，提供所述数字值作为所述反馈信号，并输出用于计数的所述数字值；以及数字输出电路，配置成对所述数字值进行计数，并为所述数字信号的输出提供计数结果。4.根据权利要求3所述的比例模拟数字转换电路，其中，所述数字值转换电路提供具有所述第二电压范围的电平的所述反馈信号，以及所述模拟比较电路接收具有所述第二电压范围的电平的所述反馈信号。5.根据权利要求3所述的比例模拟数字转换电路，其中，所述参考电压提供电路通过使用外部输入电压或内部电压生成具有所述第二电压范围的电平的所述参考电压。6.根据权利要求3所述的比例模拟数字转换电路，其中，所述模拟比较电路包括：比较器，配置成将施加到第一输入端的所述模拟信号和施加到第二输入端的所述采样电压进行比较，并通过输出端输出所述比较值作为比较结果；选择电路，配置成通过具有所述第二电压范围的电平的所述反馈信号来选择所述参考电压或所述接地电压；以及采样电路，设置在所述比较器的所述第二输入端和所述选择电路之间，并且配置成存储所述采样电压并将所述采样电压施加到所述比较器的所述第二输入端，所述采样电压的电平由通过所述选择电路选择的所述参考电压或所述接地电压确定。7.根据权利要求6所述的比例模拟数字转换电路，其中，所述数字值转换电路响应于所述比较值对应于所述模拟信号等于或高于所述采样电压，提供用于选择所述接地电压的所述反馈信号，以及所述数字值转换电路响应于所述比较值对应于所述模拟信号低于所述采样电压，提供
用于选择所述参考电压的所述反馈信号。8.根据权利要求3所述的比例模拟数字转换电路，其中，所述数字值转换电路响应于所述比较值对应于所述模拟信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹章铉，
申请(专利权)人：硅工厂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：