[发明专利]sigma-delta模数转换器和包括该sigma-delta模数转换器的传感器装置

说明书

一种sigma‑delta模数转换器，包括连接到积分节点(120)的第一和第二注入支路(101,102)以及第一和第二反馈支路(121,122)。第一和第二注入支路配置为根据从差分电压信号、电容相关信号和电流相关信号中选择的不同输入量提供电荷注入。第一和第二反馈支路配置为提供固定电压信号或差分电压信号的反馈电荷注入。

技术领域

本公开内容涉及一种sigma-delta模数转换器。具体地，本公开内容涉及一种sigma-delta模数转换器，其包括多个注入和反馈支路以处理两个或更多个不同的输入量。本公开内容还涉及一种传感器装置，其包括连接到传感器元件的sigma-delta模数转换器，以及一种多模传感器装置，其包括连接到第一和第二传感器元件的sigma-delta模数转换器。

背景技术

模数转换器(ADC)广泛用于电子设备中以将模拟信号转换为数字信号。模拟信号可以由诸如传感器设备或其他模拟信号源的模拟信号源提供。所产生的数字信号可以进一步由数字信号处理装置例如微处理器处理。输入信号可以呈现不同的输入量，诸如电压信号、电容相关信号、电流相关信号和其他差分或单端形式的信号。

根据sigma-delta工作原理的模数转换器经常用于将来自传感器元件的信号转换为数字值。sigma-delta ADC工作原理是具有取决于待测量或待转换的输入量的电荷注入和取决于由sigma-delta ADC转换产生的比特流的反馈电荷注入。由于各种传感器可用于测量各种量，例如欧姆电阻、温度、湿度、环境光和其他量，因此sigma-delta ADC能够专用于获取各种不同量。从输入量到将由ADC处理的电荷的转换需要针对不同类型的输入量的不同电路。由于诸如智能电话设备、家庭自动化设备、汽车工业或工业应用中的电子设备的电子设备倾向于接收越来越多的输入量来控制它们的操作，因此需要模数转换器，并且特别需要能够将不同的输入量转换到数字域的sigma-delta ADC。

通常，因为从待转换的量接收电信号的输入电路专用于该量，因此以一种输入量工作的sigma-delta ADC不能以另一种输入量工作。通常，若干输入电路可将不同输入量转换为可复用以将其提供到sigma-delta ADC的电压。另一种常规的解决方案可以使用单独的sigma-delta ADC，每个均被定制为待转换的特定输入量。因此，常规的方法可以使用针对每个待转换的输入量的单独的ADC，或者使用具有专用于特定输入量的不同模拟前端的同一ADC，所述模拟前端产生连接到ADC前面的复用器的对应电压。这需要相当大的表面积以在集成电路中实现ADC，并且在操作该设备时需要相当大的功率或电流消耗。

本公开内容的目的是提供一种能够以降低的电路开销来处理来自多个不同输入量的输入信号的sigma-delta模数转换器。

本公开内容的另一目的是提供一种能够处理来自各种不同输入量的信号的sigma-delta模数转换器，该sigma-delta模数转换器需要较少的集成电路半导体面积且消耗较少的工作功率。

本公开内容的又一目的是提供使用这种sigma-delta模数转换器的传感器装置。

发明内容

根据本公开内容，sigma-delta模数转换器包括本权利要求1的特征。

根据本公开内容的sigma-delta ADC包括第一注入支路和第二注入支路，所述第一注入支路和所述第二注入支路配置为接收不同的输入量并且将对应的电荷注入提供到ADC的积分节点中。两个或更多个注入支路是可能的。注入支路中的一个能够处理电压信号，诸如差分电压信号、取决于可变电容的值的电压信号、或取决于可变电流的电压信号、或取决于生成取决于物理实体的信号的另一输入量的电压信号。注入支路中的另一个接收上述输入量之一的电压信号，然而，一个和另一个注入支路接收来自不同输入量而不是相同的输入量的输入信号。注入支路中的每一个生成取决于对应的输入信号的到积分节点的电荷注入。