同时采样的单端和差分二输入模数转换器制造技术

一种模数转换器(ADC)系统，包括：第一、第二和第三ADC电路以及数字接口电路。所述第一ADC电路被配置用于提供表示第一模拟量的第一代码且提供相对于所述第一代码表示所述第一模拟量的第一模拟残余量。所述第二ADC电路被配置用于提供表示第二模拟量的第二代码且提供相对于所述第二代码表示所述第二模拟量的第二模拟残余量。所述第三ADC电路被配置用于接收所述第一和第二模拟残余量，和提供表示所述第一模拟残余量和所述第二模拟残余量之差的第三代码。所述数字接口电路被配置用于接收所述第一、第二和第三代码且提供表示所述第一和第二模拟量的多个数值参数。

【技术实现步骤摘要】

本教导涉及电路。具体的，本教导涉及模数转换器(ADC, analog-to-digitalconverter)。
技术介绍
模数转换器(ADC)使用于广泛的应用范围，包括但不限于，传感器接ロ、エ业应用、消费者应用以及通信。已经开发出针对模数(A/D)转换的各种应用及其在速度、分辨率、噪声、功耗及其他性能相关參数方面上的不同的需求的各种电路和技木。模数转换器(ADC)可配置成提供对不同信号的数字表示，诸如，举例而言应变片式(strain-gauge)传感器电路提供的电压差。该电压差可提供有关机器轮轴的应变參数(偏转、カ矩等)的信息，且电压差的数字表示可用作数字控制系统的输入，该数字控制系统调 节传送至电动机的电功率，所述电动机耦合至轮轴。如果数字表示是实际应变參数的错误指示，数字控制系统可能致使电动机损坏轮轴和/或连接至轮轴的结构。期望的是，数字控制系统能够检测到其可能正接受错误指示，以便能够采取措施防止损坏和伤害。图I显示数字控制系统100的现有配置，数字控制系统100观测来自应变片式传感器101的信号。应变片式传感器101提供电压差,该电压差被仪表放大器电路102放大。仪表放大器电路102以预定放大因数放大电压差，使得应变片式传感器101的满量程(fullscale)激励对应于ADC电路103提供至数字系统104的数字表示的满量程范围。总增益因数名义上与提供给应变片式传感器101和ADC电路103的參考电压VREF无关。ADC电路103的名义运算(nominal operation)可由D= (V1-V2)/VREF来特征化,其中D是用N位数值的代码指定的数值。Vl是施加到ADC电路103的第一输入端子的电压(相对于參考节点/端子，该节点/端子可被称为地)。V2是施加到ADC电路103的第二输入端子的电压。ADC电路103可提供16位代码给数字系统104来指定满量程数值范围内的数值，该满量程数值范围具有下限(-32768/32768)和上限32767/32768。下限可名义对应于应变片式传感器101V1 OV和V2 VREF的激励。下限可名义对应于应变片式传感器101V1 VREF和V2 0V的激励。应变片式传感器101和仪表放大器电路102可设计成，在正常运行中，电压Vl的变化将对应于电压V2相等但相反的变化。举例而言，正常运行可由名义约束V1+V21REF来特征化。名义约束的任何大量的偏差会指示D可能是应变片式传感器101的激励的错误表示。现有ADC电路103仅提供ー个数值參数D来特征化两个模拟输入电压(VI，V2)，而数字系统104不能够检测，例如当Vl=V2=VREF/4时D = (V1-V2) /VREF可能是一次误读。需要一种模数转换器电路和方法，用以对两个输入模拟信号提供多个參数以便能够实施相对更强健、灵活和容错的包括模数转换的系统。
技术实现思路
描述了ー种模数转换器(ADC)系统的实施例,其中第一模数转换器电路被配置用于提供表不第一模拟量的第一代码，且提供相对于所述第一代码表不所述第一模拟量的第ー模拟残余量。第二模数转换器电路被配置用于提供表示第二模拟量的第二代码，且提供相对于所述第二代码表示所述第二模拟量的第二模拟残余量。第三模数转换器电路被配置用于提供表示所述第一模拟残余量和所述第二模拟残余量之差的第三代码。数字接ロ电路被配置用于提供表示所述第一、第二和第三代码中的至少ー者的输出代码。描述ー种用于提供多个数值參数的方法，所述多个数值參数表示第一模拟量和第ニ模拟量。该方法包括产生表不第一模拟量的第一代码和产生表不第二模拟量的第二代码的步骤。该方法还包括将所述第一和第二代码与第一和第二模拟量相结合以获取模拟残余量，以及产生表示所述模拟残余量的第三代码的步骤。该方法进ー步包括将所述第一、第二和第三代码相结合以提供所述多个数值參数的步骤。描述了根据本教导的其他实施例，所述其他实施例涉及用于为两个模拟输入量提供多个參数的方法和电路。附图说明 此处主张和/或描述的本教导以示例性实施例进ー步描述。參考附图详细地描述了这些示例性实施例，这些实施例是非限制性的示例性实施例，其中在遍及附图的几个视图中，相同的參考数字表示相似的结构，并且其中图I (现有技木)示出数字控制系统；图2示出本教导的几个实施例的功能性表示；图3示出本教导的第一实施例的时序图；图4示出本教导的第二实施例的时序图；图5示出本教导的第三实施例的时序图；图6示出本教导的第四实施例的时序图；图7示出本教导的第五实施例；图8示出单端A/D转换的ADC电路；图9示出根据本教导的ー个实施例配置的残余-放大电路；图10示出图9的时序图；图11示出本教导的一个实施例。具体实施例方式本教导公开了ー种模数转换器方法和电路，用以对两个模拟输入量提供多个数值參数，以便能够实施相对更强健、灵活和容错的包括模数转换的系统。图2显示根据本教导的几个实施例的功能性表示。A/D转换器系统200接收两个模拟量第一电压Vl和第二电压V2，并提供数字代码CODE给数字系统204。类似于參照图I所描述的那样，电压Vl和V2可由传感器接ロ电路提供(图2中未显示)。数字系统204可类似于图I中的数字系统104。因此，A/D转换器系统200可并入监测轮轴的应变參数的数字控制系统中，或并入ー些其他类型的应用中。数字代码CODE提供电压Vl和V2的相对于參考端子(地)和參考电压VREF的信息。数字代码CODE可提供多个数值參数，包括表示Vl和V2之差的第一代码段，诸如举例而言D=(V1-V2)/VREF。数字代码CODE还可包括表示第一输入电压Vl的第二代码段，诸如举例而言D1=V1/VREF。另一代码段可表示V2，例如D2=V2/VREF。具体地，在本教导的一实施例中，Vl和V2的第一加权表示由数字代码CODE的第一段表示，数字代码CODE的第一段名义地指定数值DA=(al*Vl+a2*V2)/VREF。Vl和V2的第二加权表示由数字代码CODE的第二段来表示，数字代码CODE的第二段名义地指定数值DB= (bl*Vl+b2*V2)/VREF。当标量系数(al, a2)和(bl，b2)彼此不同(即，当第一和第二加权表不不同)时，数字系统204可结合数值DA和DB而获得表不另ー加权表示DC=(cl*Vl+c2*V2)/VREF的数值。标量系数al和a2名义地相同的加权表示可被认为表示Vl和V2的平均值。ADC系统200可为可配置的，且数字系统204可选择由ADC系统200的第一配置中的CODE来表示第一组信息，由ADC系统200的第二配置中的CODE来表示第ニ组信息。相应的，数字系统204可提供配置信息CONFIG来指示ADC系统200以预定义格式提供CODE以提供Vl和V2的多个參数。例如，ADC系统200可配置成提供16位数字代码CODE，且CONFIG可以是选择CODE的2位代码，对于CONFIG=’ 00’，16位数值表示为(V1-V2)/VREF，对于 CONFIG=’ 01，，16 位数值表示为(V1+V2)/VREF，CONFIG=’ 10，，16 位数值表示为Vl/VREF，CONFIG=’ 11’，16位数值表示为V2/VREF。数字系统204对第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模数转换器系统，包括：第一模数转换器电路，被配置用于提供表示第一模拟量的第一代码；所述第一模数转换器电路进一步被配置用于提供相对于所述第一代码表示所述第一模拟量的第一模拟残余量；第二模数转换器电路，被配置用于提供表示第二模拟量的第二代码；所述第二模数转换器电路进一步被配置用于提供相对于所述第二代码表示所述第二模拟量的第二模拟残余量；第三模数转换器电路，被配置用于提供表示所述第一模拟残余量和所述第二模拟残余量之差的第三代码；数字接口电路，被配置用于提供表示所述第一、第二和第三代码中的至少一者的输出代码。

【技术特征摘要】
2011.06.22 US 13/166,3601.一种模数转换器系统,包括 第一模数转换器电路，被配置用于提供表示第一模拟量的第一代码；所述第一模数转换器电路进一步被配置用于提供相对于所述第一代码表示所述第一模拟量的第一模拟残余量； 第二模数转换器电路，被配置用于提供表示第二模拟量的第二代码；所述第二模数转换器电路进一步被配置用于提供相对于所述第二代码表示所述第二模拟量的第二模拟残余量； 第三模数转换器电路，被配置用于提供表示所述第一模拟残余量和所述第二模拟残余量之差的第三代码； 数字接口电路，被配置用于提供表示所述第一、第二和第三代码中的至少一者的输出代码。2.如权利要求I所述的模数转换器系统，其中所述第一模拟量是施加在第一端子和参考端子之间的第一电压，所述第二模拟量是施加在第二端子和所述参考端子之间的第二电压。3.如权利要求2所述的模数转换器系统，其中，所述第三模数转换器电路包括电荷至电压转换器电路，所述电荷至电压转换器电路被配置用于接收电荷量，所述电荷量表示所述第一模拟残余量和所述第二模拟残余量之差。4.如权利要求I所述的模数转换器系统，其中所述数字接口电路是可配置的，且被配置在第一配置中以编码在所述输出代码中的第一组信息和被配置在第二配置中以编码在所述输出代码中的第二组信息。5.如权利要求I所述的模数转换器系统，其中所述输出代码包括第一代码段，所述第一代码段表示所述第一模拟量和所述第二模拟量的第一加权表示，和所述输出代码进一步包括第二代码段，所述第二代码段表示所述第一模拟量和所述第二模拟量的第二加权表示；所述第一加权表示与所述第二加权表示不同。6.如权利要求5所述的模数转换器系统，其中，所述数字接口电路包括 串行接口电路，配置为用于，当时序信号从第一状态转变成第二状态时，在第一多个时间实例传输所述第一代码段；所述串行接口电路进一步配置为用于，当时序信号从所述第二状态转变成所述第一状态时，在第二多个时间实例传输所述第二代码段。7.如权利要求5所述的模数转换器系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰斯伯·史定斯嘉德麦德森，迈卡加莱塔·奥哈洛兰，佛洛林·奥普里斯库，
申请(专利权)人：凌力尔特有限公司，
类型：发明
国别省市：