[发明专利]低成本模数转换器以及模数转换方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种数字模拟转换的技术，且特别是有关于一种低成本模数转换器以及模数转换方法。

背景技术

随着科技的进步，电子技术已经由最早的真空管、晶体管，进展到集成电路芯片。其用途十分的广泛，也因此，电子产品也渐渐的成为现代人生活中不可或缺的生活必需品。许多的物品已经渐渐的被电子化，例如电子琴、电动牙刷等等。电子化的目的，无非是希望能够让人们使用上方便。因此许多的控制方法也被一一的进行研究。其中，在许多控制系统中，常常需要使用到模数转换器，例如声音的处理、温度的测量、甚至于视频的处理等等。

图1是已知的模数转换器的电路图。请参考图1，此模数转换器为一般解析度3位的数字转换器。此模数转换器包括8个比较器101～108、9个电阻R101～R109、一解码电路109以及一电压随耦器110。电压随耦器109的输出电压与输入电压VIN相同，其主要是用以作阻抗匹配。9个电阻R101～R109被串联在一起，此9个电阻R101～R109分别被耦接在比较器101～108的负端。电阻R101～R109将电源电压VDD分割成8组电压，因此，比较器101的负端所接收的电压为1/9倍的VDD，比较器102的负端所接收的电压为2/9倍的VDD....，比较器108的负端所接收的电压为8/9倍的VDD。

举例来说，当输入电压VIN大于5/9倍的VDD时，比较器101～105所输出的比较信号C01～C05皆为正饱和电压，比较器106～108所输出的比较信号C06～C08则为负饱和电压。因此，解码电路109所输出的数字值D01、D02、D03分别是1、0、1。

由上述模数转换电路可以看出，仅仅是3位的模数转换器便需要至少9个电阻R101～R109、9个放大器101～108、110以及一解码电路109。若为一般的8位模数转换器，可想而知，此模数转换器至少需要257个电阻、256个放大器以及256对8的解码电路。因此，对于系统设计厂商来说或者集成电路设计厂商来说，无疑是一个非常大的成本问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的就是在提供一种模数转换器，此模数转换器可用廉价的电子元件实施，故本发明可以达到利用低成本的方式即达成模数转换的功效。

本发明的另一目的就是在提供一种模数转换方法，只需应用较少的外部元件即可以用来测量外部慢速改变的模拟信号，其主要的应用可以用在温度测量、声波的封包/音量大小(ENVELOPE)检测等等。

为达上述或其他目的，本发明提出一种模数转换器，此模数转换器包括一微处理器、一低通滤波器以及一模拟加法器。微处理器包括一第一输出接脚、一第二输出接脚以及一输入接脚。此微处理器的第一输出接脚用以根据一第一数字值输出一脉冲调制信号。另外，微处理器的输入接脚具有一逻辑门槛电压。低通滤波器耦接微处理器的第一输出接脚，用以对脉冲调制信号进行一低通滤波处理，以输出一脉冲平均电压。模拟加法器包括一第一输入端、一第二输入端以及一输出端。模拟加法器的第一输入端接收脉冲平均电压，其第二输入端接收一待测电压，其输出端输出一合成电压，其中合成电压具有一第一比例的脉冲平均电压加上一第二比例的待测电压。微处理器的输入接脚接收上述合成电压，并通过调整第一数字值使合成电压接近上述逻辑门槛电压，之后，根据将该第一数字值进行一补数运算以得到该待测电压所对应的一模数转换值。

依照本发明的较佳实施例所述的低成本模数转换器，上述低通滤波器包括第一电阻以及第一电容。第一电阻包括一第一端以及一第二端，其第一端耦接微处理器的第一输出接脚。第一电容包括一第一端以及一第二端，其第一端耦接第一电阻的第二端，其第二端耦接一共接电压。另外，上述模拟加法器包括第二电阻以及第三电阻。第二电阻包括一第一端以及一第二端，其第一端耦接第一电阻的第二端，其第二端耦接微处理器的输入接脚。第三电阻包括一第一端以及一第二端，其第一端耦接第二电阻的第二端，其第二端接收待测电压。

依照本发明的另一较佳实施例所述的低成本模数转换器，上述模拟加法器包括第一电阻以及第二电阻。第一电阻包括一第一端以及一第二端，其第一端耦接微处理器的第一输出接脚，其第二端耦接微处理器的输入接脚。第二电阻包括一第一端以及一第二端，其第一端耦接第一电阻的第二端，其第二端接收待测电压。另外，上述低通滤波器包括一电容，此电容的第一端耦接第一电阻的第二端，其第二端耦接一共接电压。另外，在上述几个实施例中，脉冲平均电压为一脉冲宽度调制信号或脉冲密度调制信号。