低功耗模数转换电路制造技术

本申请涉及模数转换技术领域，提供了一种低功耗模数转换电路。电路包括时钟选择电路、输入信号调理电路和调制解调电路，时钟选择电路中第一或门的输入端与N位控制位连接，输出端与非门的输入端和第二与门的输入端连接，非门的输出端与第一与门的输入端连接，第一与门的输入端与内部时钟信号连接，输出端与第二或门的输入端连接，速率选择电路的输入端与N位控制位和外部时钟信号连接，速率选择电路结果输入第二与门，第二与门的输出端与第二或门的输入端连接；输入信号调理电路用于对输入的模拟信号进行滤波和放大；调制解调电路按时钟速率，将滤波后的模拟信号转换为数字信号，实现了性能与功耗的平衡。了性能与功耗的平衡。了性能与功耗的平衡。

【技术实现步骤摘要】
低功耗模数转换电路


[0001]本申请涉及模数转换
，特别是涉及一种低功耗模数转换电路。

技术介绍

[0002]目前应用于智能电网中的模数转换电路，要么只提供比较高的采样精度和采样速率，同时功耗也较大，要么只提供比较低的采样精度和采样速率，功耗比较小，而无法满足在一些具体应用场景中，在不同采样性能的要求下，实现性能与功耗的平衡。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现性能与功耗的平衡的低功耗模数转换电路。
[0004]本申请提供一种低功耗模数转换电路，所述电路包括：时钟选择电路，所述时钟选择电路包括第一或门、第二或门、非门、第一与门、第二与门和速率选择电路；其中，所述第一或门的输入端与N位控制位连接，输出端与非门的输入端以及第二与门的输入端连接；所述非门的输出端与第一与门的输入端连接；所述第一与门的输入端还与内部时钟信号连接，输出端与第二或门的输入端连接；所述速率选择电路的输入端与N位控制位以及外部时钟信号连接，所述速率选择电路，用于根据N位控制位对所述外部时钟信号进行倍频或分频，将倍频或分频结果输入第二与门；N为大于等于2的自然数；所述第二与门的输出端与第二或门的输入端连接；输入信号调理电路包括抗混叠滤波电路和偏置电路；所述抗混叠滤波路的通过频段和所述偏置电路中运算放大器的带宽，均与时钟选择电路确定的时钟速率呈正相关；所述输入信号调理电路，用于对输入的模拟信号进行滤波和对滤波后的模拟信号进行放大；调制解调电路，用于按照所述时钟选择电路输出的时钟速率，将滤波后的所述模拟信号转换为数字信号。
[0005]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：电压基准电路，所述电压基准电路用于为所述调制解调电路的模数转换提供参考电压，以使所述调制解调电路基于所述参考电压将模拟信号转换为数字信号。
[0006]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：温度传感电路，所述温度传感电路用于对所述电压基准电路进行温度补偿。
[0007]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：数据寄存器，所述数据寄存器用于储存模数转换数据和温度数据；所述温度数据为所述温度传感电路进行温度补偿时所用的数据。
[0008]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：
ESD电路，所述ESD电路与外部的IO电路连接。
[0009]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：数字滤波电路，所述数字滤波电路用于对所述调制解调电路输出的数字信号进行低通滤波和降采样。
[0010]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：状态寄存器，所述状态寄存器用于存储所述调制解调电路进行模数转换过程中的配置信息和状态信息。
[0011]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：通信接口，所述通信接口为低功耗模数转换电路与外部芯片进行数字通信的数据交互接口。
[0012]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：电源分配电路，所述电源分配电路用于对外界供给的电源进行稳压整流，以给低功耗模数转换电路里的其他电路供电。
[0013]在其中一个实施例中，上述低功耗模数转换电路还包括：掉电控制电路，所述掉电控制电路用于控制低功耗模数转换电路里的各电路是否处于掉电状态。
[0014]上述低功耗模数转换电路包括时钟选择电路，输入信号调理电路，以及调制解调电路。其中，时钟选择电路包括第一或门、第二或门、非门、第一与门、第二与门和速率选择电路，第一或门的输入端与N位控制位连接，输出端与非门的输入端以及第二与门的输入端连接，非门的输出端与第一与门的输入端连接，第一与门的输入端还与内部时钟信号连接，输出端与第二或门的输入端连接，速率选择电路的输入端与N位控制位以及外部时钟信号连接，速率选择电路，用于根据N位控制位对外部时钟信号进行倍频或分频，将倍频或分频结果输入第二与门，N为大于等于2的自然数，第二与门的输出端与第二或门的输入端连接，这样，通过N位控制位，就能输出不同速率的时钟信号。
[0015]输入信号调理电路包括抗混叠滤波电路和偏置电路，抗混叠滤波路的通过频段和偏置电路中运算放大器的带宽，均与时钟选择电路确定的时钟速率呈正相关，输入信号调理电路用于对输入的模拟信号进行滤波和对滤波后的模拟信号进行放大，调制解调电路用于按照时钟选择电路输出的时钟速率，将滤波后的所述模拟信号转换为数字信号。这样，就实现了根据时钟选择电路输出的不同速率的时钟信号进行不同采样速率或采样精度的模数转换，实现了性能与功耗的平衡。
附图说明
[0016]图1为一个实施例中低功耗模数转换电路的结构示意图；图2为一个实施例中时钟选择电路的结构示意图；图3为一个实施例中温度传感电路的结构示意图；图4为一个实施例中温度补偿的流程示意图；图5为一个实施例中电源分配电路的结构示意图；图6为一个实施例中掉电控制电路的结构示意图；图7为一个实施例中低功耗模数转换电路的流程示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0018]在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0019]目前常见的模数转换电路产品要么面向高频高速的应用场景，提供比较高的采样速率或者比较高的采样精度而不考虑低功耗要求，要么面向低功耗的应用场景，通过休眠或者降低系统运行速率等多种手段来降低系统功耗。常见的低功耗模数转换电路往往将采样频率降低以获取较低的功耗，这种电路无法满足智能电网应用中谐波分析等场景的需求，而能够提供高采样速率高采样精度的模数转换电路又无法满足电池供电等能量受限场景的低功耗需求。
[0020]因此，有必要提出一种应用于智能电网的高精度模数转换电路，可以根据待采样信号的特点，调整系统时钟以及抗混叠滤波器的通过频段和运算放大器的带宽，并对功能模块使能状态进行灵活的配置，实现不同监测需求下功耗与性能的平衡，既能解决能量供给受限的应用场景下功耗优化的需求，又能满足特定监测需求下对于数模转换器性能的要求。
[0021]基于此，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种低功耗模数转换电路，所述电路包括：时钟选择电路，所述时钟选择电路包括第一或门、第二或门、非门、第一与门、第二与门和速率选择电路；其中，所述第一或门的输入端与N位控制位连接，输出端与非门的输入端以及第二与门的输入端连接；所述非门的输出端与第一与门的输入端连接；所述第一与门的输入端还与内部时钟信号连接，输出端与第二或门的输入端连接；所述速率选择电路的输入端与N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗模数转换电路，其特征在于，所述电路包括：时钟选择电路，所述时钟选择电路包括第一或门、第二或门、非门、第一与门、第二与门和速率选择电路；其中，所述第一或门的输入端与N位控制位连接，输出端与非门的输入端以及第二与门的输入端连接；所述非门的输出端与第一与门的输入端连接；所述第一与门的输入端还与内部时钟信号连接，输出端与第二或门的输入端连接；所述速率选择电路的输入端与N位控制位以及外部时钟信号连接，所述速率选择电路，用于根据N位控制位对所述外部时钟信号进行倍频或分频，将倍频或分频结果输入第二与门；N为大于等于2的自然数；所述第二与门的输出端与第二或门的输入端连接；输入信号调理电路包括抗混叠滤波电路和偏置电路；所述抗混叠滤波路的通过频段和所述偏置电路中运算放大器的带宽，均与时钟选择电路确定的时钟速率呈正相关；所述输入信号调理电路，用于对输入的模拟信号进行滤波和对滤波后的模拟信号进行放大；调制解调电路，用于按照所述时钟选择电路输出的时钟速率，将滤波后的所述模拟信号转换为数字信号。2.根据权利要求1所述的低功耗模数转换电路，其特征在于，所述电路还包括：电压基准电路，所述电压基准电路用于为所述调制解调电路的模数转换提供参考电压，以使所述调制解调电路基于所述参考电压将模拟信号转换为数字信号。3.根据权利要求2所述的低功耗模数转换电路，其特征在于，所述电路还包括：温度传感电路，所述温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，田兵，王志明，韦杰，谭泽杰，徐振恒，姚森敬，李立浧，林跃欢，刘胜荣，骆柏锋，张佳明，尹旭，吕前程，陈仁泽，樊小鹏，刘仲，
申请(专利权)人：南方电网数字电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：