一种Ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａ Ａ／Ｄ转换器，包括至少一个模拟信号输入（１、２），用于供给模拟输入信号；具有多个电容器（２０）的减法单元（３），用于在采样阶段采样输入信号，并能够在积分阶段把电容器（２０）切换到依赖于控制信号的参考电压源（７、８、９）；至少一个积分器（１０），用于在积分阶段积分减法单元（３）的输出信号；数字转换器（１３），用于摸／数转换积分器（１０）的输出信号，并把数字化的输出信号输出到数字信号输出端（１４），以及包括控制逻辑单元（１６），用于产生控制信号，以这种方式，在积分阶段最小化了参考电压源（７、８、９）的电流负载。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有最小参考电压源电流负载的Sigma-delta A/D转换器。
技术介绍
图1示出现有技术Sigma-delta A/D转换器的电路方框图。Sigma-deltaA/D转换器在输入端E接收模拟输入信号，该模拟输入信号被馈送到减法单元S。在减法单元S中，多位D/A转换器的输出信号从模拟输入信号中被减去，并被馈送到积分器。积分器积分输入信号并将积分的信号输出到数字转换器。数字转换器是具有低分辨率的模/数转换器，它将数字化的输出信号输出到Sigma-delta A/D转换器的输出端A。数字化的输出信号通过反馈线连接到多-位D/A转换器的输入端。数字转换器的数字化输出信号由多-位D/A转换器转换成为模拟信号，并在减法单元S中从输入端E上的输入信号中被减去。图2示出采用SC电路的Sigma-delta A/D转换器的实施例(SC转换电容可转换的电容器)。图2示出的现有技术Sigma-delta A/D转换器是具有信号输入VINA和VINB的全微分Sigma-delta A/D转换器。同样，所提供的是参考电压源VREFP和VREFN，该电压源由可控制的开关器件连接到电容器C1A、C2A...CLA以及电容器C1B、C2B...CLB。电容器还可由开关器件连接到模拟信号输入VINA、VINB。在输出端，电容器C1A、C2A...CLA以及C1B、C2B...CLB由开关器件n和共用地线连接到地VGND或到积分器。在图2所示的Sigma-delta A/D转换器中，积分器包括具有一个反相和一个同相输入端以及两条输出线的运算放大器，积分电容器CINT连接在运算放大器的信号输入端和信号输出端之间。接在积分器下游的是数字转换器，用于运算放大器的两条输出线之间电压的模/数转换。呈现在数字转换器输出端的数字信号通过反馈线被馈送到控制逻辑单元，控制逻辑单元供给控制转换器件的控制信号。在采样阶段PH11期间，电容器C1A、C2A...CLA的一端由开关连接到第一模拟输入线VINA，另一端连接到地VGND。在采样阶段PHL1期间，电容器C1B、C2B...CLB的一端由开关器件连接到第二模拟输入线VINB，另一端连接到地VGND。在采样阶段期间，所有图2中“PHL1”所示的开关闭合。完成采样阶段PHL1时，由图2中“PHL1”所示的开关被打开，电容器C1A、C2A…CLA由PHL2所示的开关连接到运算放大器的同相输入端(+)和用于充电转换的第一积分电容器CintA。与此同时，由PHL2所示的开关将电容器C1R、C2R...CLB转换到运算放大器的反相输入端(-)并转换到用于充电转换的第二积分电容器CintB。同时，(每种情况下的)电容器C1A、C2A...CLA和C1B、C2B...CLB的左边电容器板按照控制逻辑元件产生的控制指令分别连接到参考电压源VREFP或参考电压源VREFN。完成积分阶段PHL2时，输出电压VOUTP(i)呈现在积分器的输出端，即呈现在操作放大器的两条输出线之间，该输出电压VOUTP(i)依赖于前面的值VOUTP(i-1)、模拟输入电压VINA(i-1/2)、积分阶段期间，左边电容器板连接到正参考电压源VREFP的电容器CJA的数量、积分阶段期间，左边电容器板连接到负参考电压源VREFN的电容器CJA的数量n(i)。在此，使用下列方程得到输出电压VOUTP(i)VOUTP(i)=VOUTP(i-1)+VINA(i-1/2)·L·CjACint-p(i)·|VREFP|·CjACint+n(i)·CjACint=]]>=VOUTP(i-1)+VINA(i-1/2)·L·CjACint-(p(i)-n(i))·VREF·CjACintwithVREF=|VREFP|=|VREFN|;----(1)]]>在此，使用下列方程得到积分阶段左边电容器板连接到正参考电压源VREFP的电容器CJA的数量 p(i)=round<=L forVDIG(i)>=0;----(2)]]>其中，VDIG是数字转换器的输出信号。使用下列方程得到积分阶段电容器板连接到负参考电压源VREFN的电容器CJA的数量n(i)=round<=L forVDIG(i)<=0;----(3)]]>其中，VDIG是数字转换器的输出信号。积分阶段左边电容器板连接到正参考电压源的电容和积分阶段左边电容器板连接到负参考电压源的电容的总数在此是一个常数。p(i)+n(i)＝L＝const.，(4)其中，L是电容器的总数。所以，总电荷被全部地积分，积分阶段，所有电容器连接到操作放大器的输入端。具有图2所示的现有技术Sigma-delta A/D转换器参考电压源VREFN的负载通常依赖于信号。因为VDIG(i)～VINA(i)，VINA(i)＞0，使用下列方程计算由模拟输入信号VINA(i)引起的正参考电压源上的电荷转换|dq_VREFP(i)|=p(i)·(VREFP-VINA(i))·CjA=round·(VREFP-VINA(i))·CjA]]>-(L/2·VREF-L/2·VINA(i)+L/2·VDIG(i)-L/2·VINA(i)·VDIG(i)VREF)·CjA~]]>L/2·CjA·VREF·(1-VINA(i)2VREF);----(5)]]> 使用下列方程得到负参考电压源上的电荷转换|dq_VREFN(i)|=n(i)·(|VREFN|+VINA(i))·CjA=(L-round)·(|VREFN|+VINA(i))·C]]>-(L/2·VREF+L/2·VINA(i)-L/2·VDIG(i)-L/2·VINA(i)·VDIG(i)VREF)·Cj~]]>L/2·CjA·VREF·(1-VINA(i)2VREF2);----(6)]]>如果既包括模拟信号输入VINA(i)又包括模拟信号VINB(i)，则参考电压源的值和有效电流负载被加倍。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｓｉｇｍａ－ｄｅｌｔａＡ／Ｄ转换器，包括：至少一个模拟信号输入（１、２），用于供给模拟输入信号；至少一个具有多个电容器（２０）的减法单元（３），用于在采样阶段采样输入信号，并能够在积分阶段把电容器（２０）切换到依赖于 控制信号的参考电压源（７、８、９）；至少一个积分器（１０），用于在积分阶段积分减法单元（３）的输出信号；数字转换器（１３），用于摸／数转换积分器（１０）的输出信号，并把数字化的输出信号输出到数字信号输出端（１４），以及包括 控制逻辑单元（１６），用于产生控制信号，以这种方式，在积分阶段最小化了参考电压源（７、８、９）的电流负载。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得拉泽尔，
申请(专利权)人：印芬龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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