[发明专利]模数转换器

说明书

技术领域

本公开涉及例如用于产生表示搜寻的电流值的数字测量值的电流测量应用中的模数转换器。

背景技术

许多不同类型的模数转换器（ADC）是已知的，诸如直接转换ADC、逐次逼近ADC、跃升比较ADC（例如，单斜率ADC）、积分ADC（例如，双斜率ADC），在此仅举几个例子。然而，所有的常见ADC被设计成将模拟电压值转换成对应的数字值。当电流值待被数字化时，将其值被搜寻的电流供应给具有明确定义电阻的电阻器，导致电阻器两端的相应电压降等于所搜寻的电流和电阻的积。然后，由ADC将电压降数字化。上述电流测量方法的一个结果是，电阻器的电阻值被引入到测量结果中。因此，当实际电阻偏离其期望的标称值（情况总是如此，因为电阻值受不可避免的制造公差的影响）时，系统性误差被引入到测量结果中。

因此，存在对于被设计成转换电流值并且提供数字测量值的改进的模数转换器的一般需求。

发明内容

公开了一种电流输入模数转换器和对应的电流测量电路。根据本发明的一个示例，模数转换电路包括用于存储数字寄存器值的寄存器以及被配置成在电路节点处提供根据数字寄存器值设置的参考电流的数模转换器。输入节点的电位响应（responsive to）所设置的参考电流。比较器电路被配置成将电路节点的电位与至少一个阈值进行比较，从而评估该电路节点的电位是否至少近似为期望值。控制电路响应比较器电路，并且被配置成调整在寄存器中存储的数字寄存器值并且调整参考电流，直到比较器指示电路节点的电位不偏离期望值。

此外，公开了一种半导体芯片。该芯片被集成在第一芯片封装中，并且包括至少一个外部引脚用于接收由感测晶体管提供的电流域中的电流测量信号。感测晶体管被耦合至对应的负载晶体管，并且两个晶体管被集成在单独的第二芯片封装中，第二芯片封装经由第二芯片封装的外部引脚而提供电流域中的测量信号。半导体芯片包括被配置成接收电流测量信号并且提供其数字表示的电路。

附图说明

参考下文的附图和描述，能够更好地理解本发明。在附图中的组件不一定是按比例绘制的，相反，重点在于说明本发明的原理。而且，在附图中，相同的附图标记指代对应的部分。在附图中：

图1是示出了根据本发明第一示例的ADC电路的框图；

图2是示出了根据本发明第二示例的ADC电路的框图；

图3是示出了根据本发明一个示例的电流测量电路的框图；以及

图4是示出了根据本发明另一示例的电流测量电路的框图。

具体实施方式

图1是能够将待测量的输入电流（还被表示为测量电流i_M）转换成表示实际测量电流值的数字值x_OUT（即，n位二进制字）的模数转换电路的框图。在图1的示例中，理想的电源Q象征提供测量电流i_M的（真实）源。

该电路包括电流输出数模转换器DAC，其提供（或汇集（sink））电路节点IN，作为数字寄存器值x_COUNT的模拟表示的参考电流i_DAC。在电路节点IN存在的电位正在浮动并且可以初始化成适当的（例如，静态）值（在图1中未示出初始化）。当电流输出数模转换器DAC被激活并且当其输出电流i_DAC精确等于测量电流i_M时，随后数模转换器DAC的激活无任何作用，并且电路节点IN的电位保持（近似）为其初始值。然而，当数模转换器DAC的输出电流i_DAC被设置得过低，于是电路节点IN的电位将升至上饱和电平。反之，当数模转换器DAC的输出电流i_DAC被设置得过高，于是电路节点IN的电位将降至下饱和电平。即，监控电路节点IN的电位考虑到评估数模转换器DAC的输出电流i_DAC是否被“正确地”设置。

比较器电路被配置成将电路节点IN的输入电位与一个或多个预定义阈值电平相比较并且用信号通知数模转换器DAC的输出电流i_DAC是否被正确地设置。此外，比较器可以指示数模转换器DAC的输出电流i_DAC是被设置得太高还是太低。