专利名称：识别ad-变换器差错的方法
技术领域：
本发明涉及一种识别AD-变换器差错的方法和一种线路装置。
背景技术：
在电子技术中，为了进行信号的变换使用所谓的变换器。模拟-数字-或者说 AD-变换器设计用于将模拟信号变换成数字信号。从数字信号变换成模拟信号可以用数字-模拟-或者说DA-变换器来实施。因为在信号变换时可能出现差错，因此必须可以识别这样的差错。为了保护好AD-变换器，在公开出版物“Test Generation and Concurrent Error Detection in Current-Mode A/D Converters (电流型A/D变换器的测试生成和同时发生的误差的检测)”IEEE, 1995，Wey, Chin-long, Shoba Krishnan 和 Sondes Sahli 里建议应用一种交替的逻辑装置。这里用一种AD-变换器首先使第一要测量的电流Itl=Iin数字化， 将结果储存在一个寄存器里，而在下一步里使第二电流It2=Iref-Iin变换。将两个这样得到的电流数字值接着相互进行对比。在无差错的情况下，第二电流It2的值相当于第一电流Itl的互补值。这种方法基于时间冗余，也就是说AD-变换器的循环时间必须大于或等于两倍的变换时间，以便两个变换可以在一个循环周期里进行。然而这种先决条件并不在每种应用时都满足。在公开出版物“Proposal for Erro Tolerating Code (差错许可码的建 il)"IEEE, 1993, Matsubara, Takashi 和 Yoshiaki Koga,里建议在 AD-变换时替代温度计码，应用一种容错码，例如像格莱码。对于每个代码字-位应用一个窗口比较器，其中各个窗口比较器具有不同的很多重叠的电压范围。按此方式窗口比较器的输出可以实现一种容错码。当然在这方法中每个代码字-位需要有一个分开的窗口比较器。因为代码字的长度在这种情况下大于数字有效信号的位宽，因此需要相对高的硬件费用来实现这种方法。
发明内容
在这种背景下提出了一种方法和一种线路装置，它们具有独立权利要求的特征。 本发明的其它设计方案可以见从属权利要求和说明书。采用本发明在设计方案中介绍了一种线路装置，用于借助于至少一个窗口比较器在一种AD-变换器中识别差错。同时还说明了一种差错识别线路，这种线路只需要一个窗口比较器用于数字输出信号的所有位，其中这输出信号包括有η个输出值，它们相应于η个位，其中每个输出值代表一个位。此外通过输出值，或者说位的一种组合，表示了一个二进制数ζ，这个数又相应于一个十进制数。所述的线路装置可以在线地，也就是在AD-变换运行时间期间，识别有可能出现的差错。差错识别通常聚焦于可能特别强烈地歪曲输出信号和一个由此要推导出的数ζ的差错。通过一种在本发明的设计方案中所进行的，对于特别强烈地歪曲输出信号和一个由此要推导出的数ζ的差错的关注，可以在低费用的情况下实现用于差错识别的线路装置。
一种在本发明范围里所介绍的线路装置可以识别出在一个变换器中不同的差错， 在这变换器中可能出现以下差错
一变换器的一个串接电阻有差错，这可能由于短路，中断或者一个错误值而引起； —一个比较器有差错；
—一个寄存器，通常是一个存储元件，有差错，或者 —一个译码器逻辑有差错。取决于差错的原因，在一种输出信号中一个或多个输出信号和位可能是错的。因此合理的是采用一种识别差错的方法，这种方法也识别多位的差错。通常规定了输入值Uin与数ζ的配属关系。在一种无差错的AD-变换时，由某一个输入值Uin得出某一个配属的数ζ。考虑到这种配属关系，将所有可能的数ζ的数值范围分配在P个分区域i里。相应地将输入值Uin的值区域分配在与之对应一致的ρ个分区域i里。分区域的数量ρ小于通常整个数字ζ的数量，后者可以作为十进制或者二进制数ζ 来表示和/或进行处理。按照此，某个输入值Uin和配属的某个数ζ配属于相互对应的分区域。因此在按照本发明的方法的一个设计方案中要校验哪一个分区域i配合有一个要变换的输入信号Uin，以及哪一个分区域i配合有一个通过AD-变换所引起的数z，其中匹配的当数Z和输入值Uin配属于相互并不对应的分区域i时，则识别出有差错。在另一个设计方案中，一个用于低值数ζ的第m+1个分区域包括有完全一样量的，一般比用于高值(hSherukrtig)的数ζ的第m个分区域有较小的或者较大量的数。一个用于配合于低值(niedrigwertig)数ζ的输入值Uin的第m+1个分区域i相应地与用于配合于高值数的输入值Uin的第m个分区域一样大，或更小或更大。数字输出信号通常包括有η个位，并因此也有η个输出值，用它们表示2η 二进制数ζ，这些数相应于十进制数ζ。分区域i的数量小于2η。按照本发明的线路装置设计用于，实施所介绍方法的所有步骤。同时也可以由线路装置的单个部分来实施这方法的单个步骤。此外可以将线路装置的功能或者线路装置的单个部分的功能变换为方法的步骤。此外可以将方法的这些步骤作为线路装置的至少一个部分或者整个线路装置的功能实现。本发明的其它优点和设计方案可以见说明和附图。当然，前面所列的和以后还要叙述的特征不仅可以按各自规定的组合，而且也可以按另外的组合或者单独地应用，而并不脱离本本发明的范围。
图1表示了一种设计成快速AD-变换器的模拟-数字-变换器的简图，对此可以实施按照本发明的方法的一种实施形式。图2表示了一种窗口比较器的实例简图，这窗口比较器可以应用于按照本发明的线路装置的一种设计方案中。图3表示了一个用于将图1所示的AD-变换器的有效信号的数值范围分成分区域的图。图4表示了第一按照本发明的用于区域校验的线路装置的一种设计方案简图，它有三个窗口比较器。图5表示了一个按照本发明的用于区域校验的线路装置的第二设计方案简图，它只有一个窗口比较器。图6表示了一个按照本发明的线路装置的第三设计方案简图，它包括了具有三个窗口比较器和一个附加自检验的检验模块的图4所示的按照本发明的线路装置的第一种实施形式。图7表示了一个按照本发明的线路装置的第四设计方案简图，它包括了图5所示的按照本发明的线路装置的第二实施形式和一个附加自检验的窗口比较器。具体实施形式
按照附图中的实施形式简略表示了本发明，并在以下参照附图对其进行详细说明。相互关联和交叉地对附图进行说明，相同的附图标记表示了相同的部件。图1表示了一种设计成AD-变换器41的变换器的一种实施形式的简图，这变换器具有一个分压器43，这分压器包括有六个串联的，设计成串联电阻的第一电阻45，其电阻值为R，以及两个设计成输入电阻的电阻47，其电阻值分别为R/2。此外变换器41包括有七个比较器 491，492，493，494，495，496，497，七个存储元件 511，512，513，514，515，516，517， 和一个译码器53。用图2简略表示的AD-变换器41可以使一个模拟输入信号，这里是具有一个输入值Uin的输入电压55数字化，这输入电压加在比较器491，492，493，494，495，496，497正的输入上。在分压器43上加上一个参照电压57toef。分配在电阻45，47上的参照电压57被加在比较器491，492，493，494，495，496，497负的输入上。此外在第一比较器491的一个输出上提供第一比较器状态591K1 ；在第二比较器 492的一个输出上提供第二比较器状态592K2 ；在第三比较器493上提供第三比较器状态 593K3 ；在第四比较器494上提供第四比较器状态594K4 ；在第五比较器495上提供第五比较器状态595K5 ；在第六比较器496上提供第六比较器状态596K6 ；并在第七个比较器497 上提供第七比较器状态597K7。提供的比较器状态591，592，593，594，595，596，597K1, K2, k3, K4, K5, K6, K7 被输送给存储元件511，512，513，514，515，516，517的第一输入61( 1D)。分别将节拍信号65CLK 输送给存储元件 511，512，513，514，515，516，517 的第二输入 63 (Cl)。除此之外，从第一存储元件511的一个输出Q给译码器53输出第一 T-输出信号671 X 1 ；从第二存储元件512的一个输出Q输出第二 T-输出信号672X2给译码器； 从第三存储元件513的一个输出Q输出第三T-输出信号673X3给译码器；从第四存储元件514的一个输出Q输出第四T-输出信号674X4给译码器；从第五存储元件515的一个输出Q输出第五T-输出信号675X5给译码器；从第六存储元件516的一个输出Q 输出第六T-输出信号676X6给译码器；从第七个存储元件517的一个输出Q输出第七个T-输出信号677X7给译码器。这些所列的T-输出信号671，672，673，674，475，676， 677X 1，X2，X3，X4，X5，X6，X7在AD-变换器41内构成一个所谓的温度计码。最后由译码器53提供n=3数字输出值，并因此提供n=3位69，71，73dl，d2，d3。 一个零位69d0代表了 2的零次幂的一个值，第一位71dl的值代表了 2的一次幂的一个值， 而第二位73d2代表了 2的二次幂的一个值。三个位69，71，73d0，dl，d2中的任意一个或者是0，或者是1。因此考虑到n=3位69，71，73d0，dl, d2的组合用AD-变换器41，可以表示出 2n=23=8 个数字数2000，001，010，011，100，101，110，它们对应于十进制数20，1，2，3，4，5，6，7。 模拟-数字-变换器或者说AD-变换器41总是当模拟输入信号变换成表示出数 ζ的数字输出信号时才使用。这些数ζ可以接着被存储和继续加工处理。包括有η个位的宽度η的数字信号d，在注意到扫描-和量化效果的情况下，与输出值Uin，模拟输入电压成比例，即
权利要求
1.识别AD-变换器(132，184)差错的方法，这变换器设计用于将模拟输入信号(134， 186)变换成数字输出信号(136，190)，其中规定了 数字输出信号(136，190)代表了数Z，该数在进行AD-变换时源于模拟输入信号(134，186)的输入值Uin，其中在这方法中所有可能的数ζ的数值范围分配成分区域(116，118，120)，而所有可能的输入值Uin的数值范围分配成分区域(122，IM，1 )，其中输入值Uin和与之对应的数Z分别配属于相互对应的分区域 (116，118，120，122，124，1洸)，其中在该方法中检验哪个分区域(116，118，120)配属有要变换的输入值Uin，和哪个分区域(122，IM，1 )配属有通过AD-变换器(132，1；34)求得的数Z，其中当数Z和输入值Uin配属于相互并不对应的分区域(116，118，120，122，124，126), 则识别差错。
2.按权利要求1所述的方法，在该方法中分区域(116，118，120，122，124，126)的数量选择小于数ζ的数量，而且在这方法中，将高值数ζ的第一量汇集在第m分区域(116，118， 120)里，而将低值数ζ的量汇集在第m+1分区域(116，118，120)里，其中低值数ζ的量与高值数ζ的第一量相比一样大，更大或者更小，其中得出低值数ζ的输入值Uin的第m-1分区域(122，124，126)选择得与得出高值数ζ的输入值Uin的第m分区域(122，124，1 )相比至少一样大，更大或者更小。
3.用于识别AD-变换器(132，184)差错的线路装置，该AD-变换器设计用于将模拟输入信号(134，186)变换成数字输出信号(136，190)，其中规定了 数字输出信号(136，190) 代表了数Z，这个数在进行AD-变换时源于模拟输入信号(134，186)的输入值Uin，线路装置(130，180，250，280)包括有第一分线路装置(173，233)，它将用于所有可能的数ζ的数值范围分配到分区域(116，118，120)中，还有第二分线路装置(177，235，335)，它将用于所有可能的输入值Uin的数值范围分配到分区域(122,1 ，1 )中，和至少一个检验线路装置(179，279)，它使输入值Uin和与此对应的数ζ分别配属于相互对应的分区域(116，118， 120，122，124，1洸)，其中第二分线路装置(177，235，335)检验哪个分区域(116，118，120) 配属有要变换的输入值Uin，其中第一分线路装置(173，233)检验哪个分区域(122，IM， 126)配属有通过AD-变换器(132，134)求出的数z，而且其中，当数字ζ和输入值Uin配属于相互并不对应的分区域(116，118，120，122，124，126)时，所述至少一个检验线路装置 (179，279)识别差错。
4.按权利要求3所述的线路装置，其中第一分线路装置(173，233)至少包括有一个选择模块，其求出哪个分区域(122，IM，126)应配有通过数字输出信号(136，190)所代表的数字ζ，而且这模块提供对应的选择信号，在这线路装置中，第二分线路装置(177，235， 335)包括有至少一个选择模块，其求出哪个分区域应配有模拟输入信号(134，186)的输入值Uin，而且提供一种对应的选择信号，而且在这线路装置中，所述至少一个检验线路装置(179，279)具有至少一个选择模块，该模块比较两个选择信号并识别差错，如果它们代表了相互并不对应的不同分区域(116，118，120，122，124，126)。
5.按权利要求3或4所述的线路装置，其中第一分线路装置(233)具有电阻网络 (201)，它将选择信号输送给所述至少一个检验线路装置(179，279)的至少一个输入。
6.按权利要求3至5中之一所述的线路装置，其中第二分线路装置(235，335)设计成可变化调整的窗口比较器(182，382)，这比较器使模拟输入信号(186)的输入值Uin配属于 P 分区域(116，118，120)。
7.按权利要求3至5中之一所述的线路装置，其中第二分线路装置(177)具有ρ个窗口比较器(140，142，144)，它们使模拟输入信号(186)的输入值Uin配属于ρ个分区域(116， 118，120)。
8.按权利要求3至7中之一所述的线路装置，其中第二分线路装置(235，335)和所述至少一个检验线路装置具有一个共同的部件。
9.按权利要求3至8中之一所述的线路装置，其中所述至少一个检验线路装置(179， 279)具有至少一个双倍结构形式的，自检验的选择模块。
10.按权利要求4至9中之一所述的线路装置，其中检验线路装置(179，279)具有至少一个检验模块(174，274)。
全文摘要
本发明涉及一种识别AD-变换器(132)差错的方法，这变换器设计用于将模拟输入信号(134)变换成数字输出信号(136)，其中规定了数字输出信号(136)代表了数Z，这个数在进行AD-变换时源于模拟输入信号(134)的输入值Uin，其中在这方法中所有可能的数的数值范围分配成分区域，而所有可能的输入值Uin的数值范围分配成分区域，其中输入值Uin和与之对应的数Z分别配属于相互对应的分区域，其中在方法中校验哪个分区域配属有要变换的输入值Uin，和哪一个分区域(122，124，126)配属有通过AD-变换器(132。134)求得的数Z，其中当数Z和输入值Uin配属于相互并不对应的分区域，则识别出有差错。
文档编号H03M1/10GK102332917SQ20111014230
公开日2012年1月25日 申请日期2011年5月30日 优先权日2010年5月31日
发明者科尔 N. 申请人:罗伯特·博世有限公司