带温度补偿功能的三角积分模数转换器的制造方法_2

文档序号:9330180阅读:来源:国知局
i和ph2的控制下工作,时钟phi和ph2分别代表采样和积分项。在采样相位,phi所连接的各个开关导通,输入电压Vsens被采样到电容Cs上;在积分相位,采样电容Cs上的电荷转移到积分电容Ci上,并输出电压。
[0024]积分器由虚线框内的若干(至少两个)开关、电容和一个运放组成。参考电压Vref的作用是作为环路的反馈电压:在Dsens为高电平时,_Vref/2在采样相位被采样到电容Cs ;在Dsens为低电平时,Vref/2在采样相位被采样到电容Cs。Vref/2或-Vref/2被采样到电容Cs后又将在积分相位将电荷转移积分电容Ci上,并影响Dsens。输出Dsens将是串行数码,该码值的大小表示的是Vin与Vref的比值。
[0025]传感器所检测的物理量没有变化的情况下,Vsens也会随Vref变化,这在压力传感器中尤为明显。由于压力传感器的Vsens是电阻分压Vref后产生的电压,Vsens随Vref线性变化,但是这一变化对系统精度的影响很小或可忽略。
[0026]例如,在一个典型的压力检测系统中,Vref = 2.5V,加上10公斤的重物后Vsens=0.001V,Dsens = Vref/Vsens = 2.5/0.001 = 2500。之后保持 10 公斤的重量不变后,受温度影响,Vref由2.5V小了 1%至2.475V,由于Vsens随Vref线性变化,Vsens也将减小 1%至 0.00099V,则 Dsens = Vref/Vsens = 2.475/0.00099 = 2500,输出保持不变。所以,Vref的变化对系统精度没有影响。
[0027]但是,传感器的温漂对系统精度影响很大。继续上面的例子。保持10公斤的重量不变后。受温度影响,压力传感器产生了温漂,Vsens由0.00IV变化到了 0.001IV,则Dsens=Vref/Vsens = 2.475/0.0011 = 2250。可见,同样是检测10公斤的重量,系统在温度或湿度变化前后,产生了不同的输出,出现了误差。
[0028]本发明所实现的传感器信号转换电路如图3所示,传感器信号转换电路包含了一个温漂产生电路用来生成电压Vtemp,以来抵消传感器温漂的影响。Vtemp与温度成正比或反比,其具体电路可利用公知技术来实现,并可根据系统的应用要求设置。温漂产生电路也可包含一逻辑控制单元及存储器,各个温度、湿度下最优的Vtemp事先储存于存储器中,需要时逻辑控制单元从存储器中读取数据,采用查表的方式输出在将各个温度、湿度下最优的Vtemp以改善系统精度。
[0029]Vtemp在三角积分转换器中的作用与Vref类似,都是起到反馈电压的作用,如图4所示,Vtemp作为参考电压,与Vref —起通过非交叠时钟ph2开关接于积分器上。但是,由于Vtemp不参与传感器的供电,Vtemp不会影响到Vsens电压,而Dsens等于Vsens与Vref以及Vtemp的比值。
[0030]图中,标有phi的开关有多个,表示受phi控制的开关,同样,ph2的开关有多个,也表不受ph2控制的开关。
[0031]继续上面的压力检测。Vref = 2.5V,加上10公斤的重物后Vsens = 0.001V,Dsens=Vref/Vsens = 2.5/0.001 = 2500。受温度影响,压力传感器产生了温漂,Vsens由0.0OlV变化到了 0.001IV, M Dsens = Vref/Vsens = 2.475/0.0011 = 2250。如果使用图 3 和图4转换电路和三角积分转换器,Vtemp设置为0.275V,则Dsens = (Vref+Vtemp) /Vsens =(2.475+0.275)/0.0011 = 2500,不受温度影响。
[0032]用具体的电路实现与温度成线性变化的Vtemp并不难,但是在传感器的温漂并非线性变化时,Vtemp对系统精度提高不够。这种情况下,可以考虑用查表法,将各个温度、湿度等环境下的Vtemp储存在寄存器中,以优化各种环境条件下的系统精度。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带温度补偿功能的三角积分模数转换器,改三角积分的反馈环路中设置有积分器,以起到低通滤波的作用,积分器后接有量化器,量化器的作用是将模拟信号转换成数字信号,其特征在于所述三角积分模数转换器还连接有传感器信号转换电路,所述传感器信号转换电路作为参考电压连接于积分器。通过为数模转换器提供增益温漂来抵消传感器的温漂影响。2.如权利要求1所述的带温度补偿功能的三角积分模数转换器,其特征在于所述传感器信号转换电路,包含了一个温漂产生电路用来生成电压Vtemp来抵消传感器温漂的影响,Vtemp作为参考电压,与Vref —起通过非交叠时钟ph2开关接于积分器上。3.如权利要求2所述的带温度补偿功能的三角积分模数转换器,其特征在于所述温漂产生电路也可包含一逻辑控制单元和存储器,所述存储器内存储有各个温度、湿度下最优的Vtemp数据。
【专利摘要】本发明公开了一种带温度补偿功能的三角积分模数转换器,改三角积分的反馈环路中设置有积分器,以起到低通滤波的作用,积分器后接有量化器,量化器的作用是将模拟信号转换成数字信号,所述三角积分模数转换器还连接有传感器信号转换电路,所述传感器信号转换电路作为参考电压连接于积分器。通过为数模转换器提供增益温漂来抵消传感器的温漂影响,从而达到消除温漂的影响,提高数模转换器的精度的作用。
【IPC分类】H03M1/52
【公开号】CN105049052
【申请号】CN201510345188
【发明人】万巍, 李弦
【申请人】深圳市芯海科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月19日
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