[发明专利]模数转换器及热电堆阵列

说明书

本发明涉及一种模数转换器及热电堆阵列，所述模数转换器包括基准电压产生电路，所述基准电压产生电路包括：电压生成单元；斩波调制单元，用于对所述电压生成单元生成的电压信号进行斩波调制，将所述电压信号的低频噪声调制成高频噪声；低通滤波器，用于消除所述高频噪声，得到基准电压。本发明通过斩波调制单元将电压生成单元生成的电压信号的低频噪声调制成高频噪声，再通过低通滤波器滤除，作为基准电压。其可以用简单的结构得到低噪声的基准电压，成本较低。

技术领域

本发明涉及模数转换，特别是涉及一种模数转换器，还涉及一种热电堆阵列。

背景技术

远红外热传感器应用领域越来越多，从工业控制到消费电子，再到智能建筑和物联网等等。随着消费类市场的蓬勃发展，对远红外热传感器的数量和集成度有了更高要求，需要进一步改善传感器的尺寸和成本。热电堆传感器由通常串联(或偶尔并联)的大量热电偶组成。串联热电偶的输出电压取决于热电偶结与基准结之间的温度差。该原理称为塞贝克效应，随着技术和市场升级，热电堆红外传感器也逐渐由早期的单像素点结构向阵列式传感器发展。

由于热电堆信号极其微弱，从而对模数转换器(ADC)的噪底(noise floor)要求极高，而参考基准源的噪声特性对高精度ADC的性能至关重要。

发明内容

基于此，有必要提供一种基准电压的噪声较低的模数转换器及热电堆阵列。

一种模数转换器，应用于热电堆阵列，所述模数转换器包括基准电压产生电路，所述基准电压产生电路包括：电压生成单元；斩波调制单元，用于对所述电压生成单元生成的电压信号进行斩波调制，将所述电压信号的低频噪声调制成高频噪声；低通滤波器，用于消除所述高频噪声，得到基准电压。

在其中一个实施例中，所述电压生成单元是带隙基准；或所述模数转换器的工作电源电压小于1.2V，所述模数转换器包括双极结型晶体管，所述双极结型晶体管的Vbe作为所述电压生成单元生成的电压信号。

在其中一个实施例中，所述低通滤波器的截止频率不高于100Hz。

在其中一个实施例中，所述低通滤波器包括电阻单元和滤波电容，所述电阻单元包括开关电容电路。

在其中一个实施例中，所述基准电压产生电路产生的所述基准电压包括正基准电压和负基准电压，所述正基准电压和负基准电压的压差范围可调，从±50mV到±200mV，从而实现所述模数转换器的动态输入范围调节。

在其中一个实施例中，还包括抖动信号生成单元，用于生成预设频率的抖动信号并输出至所述模数转换器的输入端。

在其中一个实施例中，所述模数转换器为delta-sigma模数转换器。

在其中一个实施例中，所述模数转换器采用一阶单比特量化器反馈结构。

在其中一个实施例中，所述模数转换器的过采样率大于4096。

在其中一个实施例中，所述模数转换器中的积分器为反相器型积分器。

在其中一个实施例中，所述模数转换器采用不大于100fF的单位电容。

上述模数转换器，通过斩波调制单元将电压生成单元生成的电压信号的低频噪声调制成高频噪声，再通过低通滤波器滤除，作为基准电压。其可以用简单的结构得到低噪声的基准电压，成本较低。