[发明专利]模拟电压锁存器

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟电压锁存器，更具体地，涉及一种能够跟踪并锁存模拟输入电压的模拟电压锁存器。

背景技术

实现模拟电压锁存电路的传统方法采用模拟到数字转换器(ADC)，将模拟输入电压转换为数字代码。随后，通过数字向模拟转换器(DAC)，将该数字代码转换回模拟电压。对模拟输入电压信号锁存通过在激活锁存信号时锁定所述数字代码来实现。但是，这一传统实现方式需要使用在硅芯片上占用较大面积的ADC。

发明内容

本发明目的在于利用升/降计数器和窗口比较器实现模拟电压锁存器，从而不再需要模拟到数字转换器(ADC)。因而，省去了开发ADC的投入，并降低了宝贵的硅芯片面积成本。

根据本发明，所述模拟电压锁存器包括：窗口比较器，用于将模拟电压锁存器输出(此后称为“锁存器输出”)与模拟输入电压进行比较，以生成比较结果；S-R锁存器，用于根据所述比较结果，确定所述锁存器输出和所述模拟输入电压之间的关系；锁存选择模块，用于激活或去激活对所述模拟输入电压的锁存；升/降计数器，用于根据所述S-R锁存器结果和时钟信号，递增或递减计数数值；数字到模拟转换器，用于将所述数字计数转换为模拟电压，作为所述锁存器输出；基于运算放大器的源极跟随器，用于缓存所述锁存器输出，以便在所述窗口比较器中进行比较操作；以及电阻器和电流源对，用于提供所述窗口比较器所需的电压降。

本发明的主要优势在于利用窗口比较器和升/降计数器取代整个ADC。

附图说明

图1为根据本发明的模拟电压锁存器的方框图；

图2为模拟输入电压(V_HIGH和V_LOW电压)之间的关系的示意图。

具体实施方式

根据本发明的模拟电压锁存器利用升/降计数器和窗口比较器跟踪和锁存模拟电压。

如图1所示，模拟电压锁存器具有基于运算放大器的源极跟随器13。源极跟随器13的非反相输入是锁存器输出12；因此，其输出V_HIGH16密切地跟踪此模拟锁存器输出12。模拟电压锁存器还具有下列部件：电阻器14和电流源15，用于定义窗口比较器2的电压上限和下限，V_HIGH16和V_LOW17；窗口比较器2，用于确定模拟输入电压1是否处于窗口比较器的上限和下限之间；S-R锁存器5，用于根据窗口比较器2的输出3a和4a，生成计数器控制信号6；锁存选择模块9，用于激活对模拟输入电压的锁存；升/降计数器10，用于响应时钟事件，当计数器控制信号6为“高”时递增计数，当计数器控制信号6为“低”时递减计数；DAC(数字到模拟转换器)11，用于将数字计数器输出转换为模拟格式，从而生成锁存器输出12。

下文，详述模拟电压锁存器的跟踪操作。

锁存器输出12被缓存在或反馈到基于运算放大器的源极跟随器13中。锁存器输出12出现在源极跟随器13的输出处，作为V_HIGH16。利用电阻器R14和电流源I15，在V_HIGH16和V_LOW17两个节点间形成电压降(I×R)。窗口比较器2具有两个子比较器3和4。信号V_HIGH16被馈入子比较器3的负输入端，而信号V_LOW17被馈入子比较器4的正输入端。将模拟电压锁存器所跟踪的模拟输入电压1馈入子比较器3的正输入端和子比较器4的负输入端。

当模拟输入电压1高于锁存器输出12，即需要升高锁存器输出12以跟踪模拟输入电压1时，子比较器3和4的输出3a和4a将分别为“高”和“低”。因此，S-R锁存器5执行“置位”动作。由于电路处于跟踪模式，因此升/降计数器10响应时钟事件，增加其计数。DAC11将此数字计数信息转换为模拟格式的锁存器输出12。升/降计数器10继续增加计数，直至模拟电压锁存器跟踪(即几乎等于)模拟输入电压1时为止。

在另一种情况下，当模拟输入电压1低于V_LOW17，即需要降低锁存器输出12以跟踪模拟输入电压1时，输出3a和4a将分别为“低”和“高”。因此，S-R锁存器5执行“复位”动作，升/降计数器10因而降低计数输出，从而降低锁存器输出12的电平。升/降计数器10继续降低计数，直至模拟电压锁存器跟踪(即几乎等于)模拟输入电压1时为止。