[发明专利]一种低功耗模数转换电路及方法

说明书

本发明公开了一种低功耗模数转换电路及方法，该电路包括信号放大单元、采样触发单元、保持单元、积分单元、比较单元及控制单元；信号放大单元的一至多个输入端分别接入预设的一至多路输入信号，信号放大单元的使能端连接于采样触发单元的一端，信号放大单元的一至多个输出端分别连接于保持单元的一至多个第一端，积分单元的一至多个第一端分别连接于保持单元的一至多个第二端，比较单元的一至多个第一端分别连接于保持单元的一至多个第二端，控制单元分别连接于积分单元的第二端、比较单元的第二端及采样触发单元的一端。本发明中在兼顾瞬态信号高捕获性能的情况下，启动快，功耗低且成本低。

技术领域

本发明涉及模数转换技术领域，更具体地说，涉及一种低功耗模数转换电路及方法。

背景技术

通常一个系统中信号从输入到输出的路径。从信号的采集，放大，传输，处理一直到对相应功率器件产生执行的一整套信号流程叫信号链。整条信号链中，包含众多的器件，比如：比较器、数据转换器、模拟前端、收发器、MCU、DSP、传感器、滤波器、存储器等。

现有技术中诸如信号的放大，采样保持，模数变换通常采用专门的集成电路设计，普遍地应用于各行各业中。

针对偶发瞬态信号的捕获需要极短的启动延迟，由于通用的集成ADC(Analog-to-Digital Converter的缩写，指模/数转换器或者模数转换器)运行速度依赖于时钟频率，难以捕获偶发且持续时间仅为nS级的有效信号，并且价格水平和功耗开销随着时钟频率的上升而增大；通用集成运算放大器构成的前端模拟信号调理电路功耗大，启动延迟明显。综上所述如何兼顾对瞬态信号的捕获性能、功耗和成本，是现有通用技术亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种低功耗模数转换电路及方法，解决现有技术中通用集成运算放大器和ADC功耗大、成本高、启动慢的问题。

一方面，本发明提供了一种低功耗模数转换电路，包括信号放大单元、采样触发单元、保持单元、积分单元、比较单元及控制单元；

所述信号放大单元的一至多个输入端分别接入预设的一至多路输入信号，所述信号放大单元的使能端连接于所述采样触发单元的一端，所述信号放大单元的一至多个输出端分别连接于所述保持单元的一至多个第一端，所述积分单元的一至多个第一端分别连接于所述保持单元的一至多个第二端，所述比较单元的一至多个第一端分别连接于所述保持单元的一至多个第二端，所述控制单元分别连接于所述积分单元的第二端、所述比较单元的第二端及所述采样触发单元的一端；

其中，通过所述控制单元控制所述采样触发单元以使所述信号放大单元对所述输入信号进行放大，通过所述保持单元对所述输入信号进行保存，通过所述控制单元控制所述比较单元对所保存的输入信号进行比较，并控制所述积分单元对所保存的输入信号积分，从而通过所述控制单元中的定时器完成模数转换。

在本发明所述的低功耗模数转换电路中，所述比较单元集成于所述控制单元中。

在本发明所述的低功耗模数转换电路中，所述保持单元包括第一电阻、第一电容、第二电阻及第二电容；

所述第一电阻的一端连接于所述信号放大单元，所述第一电容的一端连接于所述第一电阻的另一端及第一节点，所述第二电阻的一端连接于所述信号放大单元，所述第二电容的一端连接于所述第二电阻的另一端及第二节点。

在本发明所述的低功耗模数转换电路中，所述积分单元包括第三电阻、第四电阻、第一开关、第二开关及积分参考电压源；

所述第三电阻的一端连接于所述第一节点，所述第三电阻的另一端连接于所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端连接于所述控制单元，所述第四电阻的一端连接于所述第二节点，所述第四电阻的另一端连接于所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端连接于所述控制单元，所述积分参考电压源连接于所述第一开关的第三端及所述第二开关的第三端。