模拟数字转换装置制造方法及图纸

一种模拟数字转换装置，集成于一单芯片上的一微控制器中，该装置包含有：一可调增益放大器，用以将所输入的一模拟电压信号Ｖ１对应于一基准电压Ｖ２后得到的一相对模拟电压信号Ｖ１－Ｖ２，再响应一增益函数Ａ的对应关系来进行该相对模拟电压信号的放大动作，进而输出一放大模拟电压信号Ａ（Ｖ１－Ｖ２）；以及一ｎ位模拟数字转换器，其参考电压为Ｖｒ，电连接于该可调增益放大器的输出，其用以将该放大模拟电压信号转换成一数字电压信号后输出，其特征在于，该可调增益放大器的增益函数是可供该微控制器根据参考电压Ｖｒ与所输入的该相对模拟电压信号峰值间的大小关系来进行调整，进而达到较佳的数字信号解析度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模拟数字转换装置，特别涉及集成于一单芯片上的一微控制器中的模拟数字转换装置。
技术介绍
在现今数字电路中，模拟数字转换器的应用甚广，尤其在微控制器中，大多数皆已具有模拟数字转换器来完成模拟数字转换动作。参见图1，其为完成于单芯片上且包含有一模拟数字转换器101的公用微控制器10的功能方块示意图，而一般模拟数字转换器的规格为参考电压及输出数字信号的位数。为清楚说明，将模拟数字转换器101举例定义为参考电压5伏特(V)的8位模拟数字转换器，意即其对于所输入的模拟信号的接受范围为5伏特，而所输出数字信号的位数则为8位，故该模拟数字转换器的解析度便为5V/255(即28-1)＝19.6毫伏(mV)。因此在正常状态下，在8位模拟数字转换器适合将电压强度位于0至5伏特的模拟信号转换成0至255的数字信号后输出，但由于应用领域的不同，所输入模拟信号的电压强度将有很大的差异，例如，有一个输入模拟信号为75+75sin(wt)毫伏(mV)，即其为一峰值仅为150毫伏(mV)的正弦模拟信号，此时所述的模拟数字转换器所转换出的数字信号最大值将仅为8(150/19.6＝7.653)，进而导致因信号强度过小所造成整体利用率(9/256)不佳与解析度不良的缺失。而为了成本的考虑，增加模拟数字转换器的位数为较不可行的做法，且较大位数的模拟数字转换器，其所需的转换时间将会增加，且所需的工作电流亦较大，而基于所述种种因素，如何在不增加实际位数的状况下，解决所述公用技术的缺失为发展本专利技术的主要目的。
技术实现思路
本专利技术为一种模拟数字转换装置，集成于一单芯片上的一微控制器中，该装置包含有一可调增益放大器，其用以将所输入的一模拟电压信号V1对应于一基准电压V2后得到的一相对模拟电压信号V1-V2，再响应一增益函数A的对应关系来进行该相对模拟电压信号的放大动作，进而输出一放大模拟电压信号A(V1-V2)；以及一n位模拟数字转换器，其参考电压为Vr，电连接于该可调增益放大器的输出，其用以将该放大模拟电压信号转换成一数字电压信号后输出，其特征在于，该可调增益放大器的增益函数可供该微控制器根据参考电压Vr与所输入的该相对模拟电压信号峰值间的大小关系来进行调整，进而达到较佳的数字信号解析度。根据所述构想，模拟数字转换装置中该可调增益放大器包含一运算放大器，其具有一反相输入端；一非反相输入端；以及一输出端，其中该模拟电压信号V1是由该非反相输入端输入，而该输出端连接至该n位模拟数字转换器；一固定电阻器R1，电连接于该基准电压V2为零的地点与该反相输入端之间；以及一可变电阻器R2，电连接于该反相输入端与该输出端之间，用以完成一增益函数A为(R1+R2)/R1的可调增益放大器。根据所述构想，模拟数字转换装置中该可调增益放大器包含一运算放大器，其具有一反相输入端；一非反相输入端；以及一输出端，其中该模拟电压信号V1由该非反相输入端输入，而该输出端连接至该n位模拟数字转换器；一固定电阻器R1，电连接于该基准电压V2与该反相输入端之间；以及一可变电阻器R2，电连接于该反相输入端与该输出端之间，用以完成相对于基准电压V2的一增益函数为(R1+R2)/R1的可调增益放大器。根据所述构想，模拟数字转换装置中该可调增益放大器包含一运算放大器，其具有一反相输入端；一非反相输入端；以及一输出端，其中该模拟电压信号V1由该反相输入端输入，而该基准电压V2则由该非反相输入端输入；一负载电阻RL，电连接于模拟电压信号V1与该反相输入端之间，一npn晶体管，其集电极连接至该反相输入端，发射极连接至该输出端，基极则连接至该非反相输入端；一固定电阻器R1，电连接于该非反相输入端；以及一可变电阻器R2，电连接于该输出端与该固定电阻器R1，用以完成相对于基准电压V2的一对数增益函数的可调增益放大器。本专利技术的另一方面为一种模拟数字转换装置，集成于一微控制器中，其装置包含一可调增益放大器，其用以将所输入的一模拟电压信号V1对应于一基准电压V2后得到的一相对模拟电压信号V1-V2，再响应一增益函数A的对应关系来进行该相对模拟电压信号的放大动作，进而输出一放大模拟电压信号A(V1-V2)；以及一n位模拟数字转换器，其参考电压为Vr，电连接于该可调增益放大器的输出，其用以将该放大模拟电压信号转换成一数字电压信号后输出，其特征在于，该可调增益放大器的增益函数可供该微控制器根据参考电压Vr与所输入的该相对模拟电压信号峰值间的大小关系来进行调整，进而达到较佳的数字信号解析度。根据所述构想，模拟数字转换装置中该微控制器中的所有元件是完成在一单芯片上。根据所述构想，模拟数字转换装置中该可调增益放大器包含一运算放大器，其具有一反相输入端；一非反相输入端；以及一输出端，其中该模拟电压信号V1由该非反相输入端输入，而该输出端连接至该n位模拟数字转换器；一固定电阻器R1，电连接于该基准电压V2为零的地点与该反相输入端之间；以及一可变电阻器R2，电连接于该反相输入端与该输出端之间，用以完成一增益函数A为(R1+R2)/R1的可调增益放大器。根据所述构想，模拟数字转换装置中该可调增益放大器包含一运算放大器，其具有一反相输入端；一非反相输入端；以及一输出端，其中该模拟电压信号V1由该非反相输入端输入，而该输出端连接至该n位模拟数字转换器；一固定电阻器R1，电连接于该基准电压V2与该反相输入端之间；以及一可变电阻器R2，电连接于该反相输入端与该输出端之间，用以完成相对于基准电压V2的一增益函数为(R1+R2)/R1的可调增益放大器。根据所述构想，模拟数字转换装置中该可调增益放大器包含一运算放大器，其具有一反相输入端；一非反相输入端；以及一输出端，其中该模拟电压信号V1由该反相输入端输入，而该基准电压V2则由该非反相输入端输入；一负载电阻RL，电连接于模拟电压信号V1与该反相输入端之间，一npn晶体管，其集电极连接至该反相输入端，发射极连接至该输出端，基极则连接至该非反相输入端；一固定电阻器R1，电连接于该非反相输入端；以及一可变电阻器R2，电连接于该输出端与该固定电阻器R1，用以完成相对于基准电压V2的一对数增益函数的可调增益放大器。本专利技术的又一方面为一种模拟数字转换装置，其装置包含一可调增益放大器，其用以将所输入的一模拟电压信号V1对应于一基准电压V2后得到的一相对模拟电压信号V1-V2，再响应一增益函数A的对应关系来进行该相对模拟电压信号的放大动作，进而输出一放大模拟电压信号A(V1-V2)；以及一n位模拟数字转换器，其参考电压为Vr，电连接于该可调增益放大器的输出，其用以将该放大模拟电压信号转换成一数字电压信号后输出，其特征在于，该可调增益放大器的增益函数可根据参考电压Vr与所输入的该相对模拟电压信号峰值间的大小关系来进行调整，进而达到较佳的数字信号解析度。根据所述构想，模拟数字转换装置是集成于一微控制器中，而该微控制器完成在一单芯片上。根据所述构想，模拟数字转换装置中该可调增益放大器包含一运算放大器，其具有一反相输入端；一非反相输入端；以及一输出端，其中该模拟电压信号V1由该非反相输入端输入，而该输出端连接至该n位模拟数字转换器；一固定电阻器R1，电连接于该基准电压V2为零的地点与该反相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟数字转换装置，集成于一单芯片上的一微控制器中，该装置包含有： 一可调增益放大器，其是用以将所输入的一模拟电压信号Ｖ１对应于一基准电压Ｖ２后得到的一相对模拟电压信号Ｖ１－Ｖ２，再响应一增益函数Ａ的对应关系来进行该相对模拟电压信号的放大动作，进而输出一放大模拟电压信号Ａ（Ｖ１－Ｖ２）；以及 一ｎ位模拟数字转换器，其参考电压为Ｖｒ，电连接于该可调增益放大器的输出，其用以将该放大模拟电压信号转换成一数字电压信号后输出， 其特征在于，该可调增益放大器的增益函数是可供该微控制器根据参考电压Ｖｒ与所输入的该相对模拟电压信号峰值间的大小关系来进行调整，进而达到较佳的数字信号解析度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志国，朱亚民，李豪斌，
申请(专利权)人：义隆电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]