[发明专利]一种数字位增加系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字扩位技术，具体是一种数字位增加系统。

背景技术

随着半导体技术的不断发展及物联网应用需求的多样化，种类繁多的传感器模块应运而生。为适应多应用场景，对传感器性能的要求越来越高。因传感器产品本身固有噪声难以被抑制，且容易受外界信号的干扰，导致其输出分辨率不高，这一定程度上影响了传感器产品的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有传感器产品输出分辨不高的问题，提供了一种数字位增加系统，其应用时能提升传感器产品的输出分辨率，进而有利于传感器产品的推广应用。

本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现：一种数字位增加系统，包括数字位增加模块和时钟控制模块，所述数字位增加模块包括级联积分梳状滤波器及与级联积分梳状滤波器连接的移动平均滤波器；

时钟控制模块，用于向级联积分梳状滤波器和移动平均滤波器提供时钟信号；

级联积分梳状滤波器，用于接收时钟控制模块发出的时钟信号，并在接收到触发启动时钟信号时接收传感器输出的数字码，然后进行积分和降频，且在积分过程中实现位数的递增；

移动平均滤波器，用于接收时钟控制模块发出的时钟信号，并在接收到触发启动时钟信号时去除时钟抖动和级联积分梳状滤波器输出信号的固有噪声，以实现平滑输出。

本发明应用时，由数字位增加模块和时钟控制模块来完成高精度的输出。在具体实施时，将数字码通过级联积分梳状滤波器进行累加的过程实现位数的增加，而不需要很多的存储元件。

进一步的，所述级联积分梳状滤波器由多个单级CIC滤波器级联构成。

进一步的，所述CIC滤波器包括积分器、抽取器及微分器，所述积分器、抽取器及微分器顺次连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：(1)本发明整体结构简单，使用元器件少，便于实现，成本低，本发明应用时能提升传感器输出的分辨率，且在提升分辨率的同时不受电源电压变化的影响，最终实现高分辨率、高线性度的输出，进而有利于本发明的推广应用。

(2)本发明应用时能适用于多种不同输入的位宽，使得本发明应用时更便于推广应用。

(3)本发明不局限于应用在传感器系统上，在数字系统、模数转换电路等需将模拟信号转换为数字信号的系统上均可适用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个具体实施例的系统框图；

图2为图1中数字位增加模块的结构示意图；

图3为单级CIC滤波器的框图；

图4为本发明应用于电容传感器上的示意图；

图5为图4应用时的时钟时序图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

如图1、图2所示，一种数字位增加系统，包括数字位增加模块和时钟控制模块，其中，数字位增加模块包括级联积分梳状滤波器及与级联积分梳状滤波器连接的移动平均滤波器。本实施例的级联积分梳状滤波器和移动平均滤波器两者的时钟连接时钟控制模块的时钟信号端clk，时钟控制模块用于向级联积分梳状滤波器和移动平均滤波器提供时钟信号。本实施例的级联积分梳状滤波器用于接收时钟控制模块发出的时钟信号，并在接收到触发启动时钟信号时接收传感器输出的数字码，然后进行积分和降频，且在积分过程中实现位数的递增。本实施例的移动平均滤波器用于接收时钟控制模块发出的时钟信号，并在接收到触发启动时钟信号时去除时钟抖动和级联积分梳状滤波器输出信号的固有噪声，以实现平滑输出。

本实施例的级联积分梳状滤波器由多个单级CIC滤波器级联构成，其中，单级CIC滤波器结构图如图3所示。CIC滤波器包括积分器、抽取器及微分器，积分器、抽取器及微分器顺次连接。