[发明专利]用于操作模数转换器的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于操作模数转换器的系统和方法，在具体实施方式中，涉及一种用于缩放Σ-Δ（sigma-delta）模数转换器的调制器的输出的系统和方法以及用于补偿Σ-Δ模数转换器中的基准电压随温度的变化的系统和方法。

背景技术

在许多应用中，诸如在锂离子电池管理集成电路中，例如，需要高精度电压测量，这必须非常小的绝对误差（例如，<1.5mV）。

这些电压测量可利用Σ-Δ模数转换器（ADC）来实施。Σ-ΔADC输出具有与输入信号的平均值相对应的平均值（即“脉冲密度”，它是预定总位数内的对应于由Σ-ΔADC测量的电压值的“1”的数量）的比特流。

Σ-ΔADC的输出范围（ADC固有范围（native ADC range））由一个或两个基准电压限定，然而，该基准电压不是固定的，而是可随温度或其他物理变量而变化。因此，当利用Σ-ΔADC测量电压时，要测量的电压的范围（校正结果范围）必须小于最小（“最坏情况”）的ADC固有范围。

对于固有范围到校正结果范围的转换，输出值被缩放且必要时被偏移校正。由于不同（例如，随温度而变化）的基准电压，可期望转换自适应地可调节，使得转换可连续适用于不同的基准电压。否则，例如，针对基准的温度稳定性要求将非常高，或者甚至根据所要求的测量精度不可行。

用于实施固有范围到校正结果范围的转换的传统方法利用在微控制器中的浮点计算来缩放Σ-ΔADC的输出。这种解决方案在芯片级上非常复杂，且需要具有高集成度电路的半导体技术。此外，当传送缩放Σ-ΔADC输出所需要的计算到微控制器时，改变基准电压（由于例如温度变化）而对Σ-ΔADC输出的缩放的连续调节将很困难。

因此，例如，存在对需要不太复杂的电路和较低集成度的电路的用于缩放Σ-ΔADC输出和/或补偿Σ-ΔADC基准电压的变化的方法和/或系统的需求。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种系统可被用于缩放Σ-Δ模数转换器（ADC）的调制器的输出，该系统包括抽取（decimation）滤波器，其抽取长度可由作为抽取滤波器的输入而接收的抽取长度值来调节。该抽取滤波器被配置为接收Σ-ΔADC的调制器的输出，并利用所接收的抽取长度值来抽取所接收的Σ-ΔADC的调制器的输出。

根据本发明的另一方面，一种方法可被用于缩放Σ-Δ模数转换器（ADC）的调制器的输出。通过具有可调抽取长度的抽取滤波器来执行多个步骤。接收抽取长度值。还接收Σ-ΔADC的调制器的输出。利用接收到的抽取长度值来抽取所接收的Σ-ΔADC的调制器的输出。

根据以下参照附图对本发明做出的详细描述，本发明的其他特征、方面和优势将变得显而易见。

附图说明

所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，且被结合在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的实施方式，并与本描述一起用来解释本发明的原理。将容易理解本发明的其他实施方式和许多预期优势，因为参照以下详细描述，它们会变得更好理解。

图1示出了说明范围的示例性转换的示意图；

图2示例性示出了根据本发明实施方式的系统的简化示意图；

图3示出了根据本发明实施方式的示例性方法；以及

图4示出了根据本发明另一实施方式的示例性方法。

具体实施方式

在以下具体描述中，参照构成其一部分的附图，且在附图中以说明本发明可被实践的具体实施方式的方法来示出。应理解，其他实施方式也可被使用，且可在不偏离本发明的范围的情况下做出结构上或其他的改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，且本发明的范围由所附权利要求限定。

在许多应用中，诸如在锂离子电池管理集成电路中，例如，需要高精度电压测量，这要求极小的绝对误差（例如，<1.5mV）。

这些电压测量可利用Σ-Δ模数转换器（ADC）来实施。Σ-ΔADC输出具有与输入信号的平均值相对应的平均值（即“脉冲密度”或者预定总位数内的对应于由Σ-ΔADC测量的电压值的值“1”的数量）的比特流。

Σ-ΔADC的输出范围（ADC固有范围（native ADC range））由一个或两个基准电压限定，然而，该基准电压不是固定的，而是随温度或其他物理变量而变化。因此，当利用Σ-ΔADC测量电压时，要测量的电压的范围（校正结果范围）必须小于最小（“最坏情况”）的ADC固有范围。