电压脉宽转换电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电压脉宽转换电路，所述电压脉宽转换电路可利用定时器实现模拟-数字转换功能。所述电压脉宽转换电路包括电压信号输入端、比较器、锯齿波产生电路和脉冲信号输出端；其中，所述比较器包括同相输入端、反相输入端和输出端，所述同相输入端连接到所述电压信号输入端，所述反相输入端连接到所述锯齿波产生电路，且所述比较器的输出端连接到所述脉冲信号输出端。
【专利说明】
电压脉宽转换电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子电路技术，特别地，涉及一种可利用定时器实现模拟-数字转换(Analog to Digital Converter，ADC)功能的电压脉宽转换电路。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，电子产品在人们的生活中扮演者越来越重要的角色。许多消费类电子产品以及电脑外设产品通过如单片机等微处理器来实现内部电路部件的控制；模拟-数字转换(ADC)功能是电子产品内部电路控制的一种重要功能，在电子产品的内部电路通常是在微处理器内部集成模拟-数字转换(ADC)模块来实现电路的ADC功能。然而，ADC模块相对成本较高，因此部分低成本单片机可能并没有配备ADC模块，此将严重限制上述单片机的应用范围；另一方面，如果需要在现有单片机的基础上增加ADC功能，一般做法是需要增加额外的ADC功能电路，但是采用上述做法会导致电路整体成本的提高。
[0003]有鉴于此，本实用新型提供给一种可利用定时器实现ADC功能的电压脉宽转换电路。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的其中一个目的在于在解决现有技术存在的上述问题而提供一种电压脉宽转换电路。
[0005]本实用新型提供的电压脉宽转换电路，包括电压信号输入端、比较器、锯齿波产生电路和脉冲信号输出端;其中，所述比较器包括同相输入端、反相输入端和输出端，所述同相输入端连接到所述电压信号输入端，所述反相输入端连接到所述锯齿波产生电路，且所述比较器的输出端连接到所述脉冲信号输出端。
[0006]作为本实用新型提供的电压脉宽转换电路的一种改进，还包括具有内部定时器的单片机，且所述脉冲信号输出端进一步连接到所述单片机。
[0007]作为本实用新型提供的电压脉宽转换电路的一种改进，还包括电流重置端和电压重置端，其中，所述电流重置端和所述电压重置端分别连接到所述比较器的同相输入端和反相输入端。
[0008]作为本实用新型提供的电压脉宽转换电路的一种改进，所述单片机连接到所述电流重置端和所述电压重置端。
[0009]作为本实用新型提供的电压脉宽转换电路的一种改进，所述锯齿波包括充放电电容和恒流源，其中所述恒流源的输出端连接到所述充放电电容，且所述比较器的反相输入端进一步通过所述充放电电容接地。
[0010]作为本实用新型提供的电压脉宽转换电路的一种改进，所述恒流源包括晶体管、第一电阻和第二电阻，其中，所述晶体管的发射极通过所述第一电阻连接到恒流源输入端，且其集电极作为所述恒流源的输出端连接到所述充放电电容;所述晶体管的基极通过所述第二电阻连接到所述恒流源输入端。
[0011]作为本实用新型提供的电压脉宽转换电路的一种改进，所述恒流源还包括相互并联的第三电阻和电容，其中，所述晶体管的基极还通过所述相互并联的第三电阻和电容进行接地。
[0012]作为本实用新型提供的电压脉宽转换电路的一种改进，所述晶体管为PNP型晶体管。
[0013]本实用新型提供的电压脉宽转换电路通过比较器和锯齿波产生电路实现将所述电压信号的电压幅度转换为所述脉冲信号的脉冲宽度，并将所述脉冲信号输出给单片机；所述单片机通过定时器可以直接测量出所述脉冲信号的脉冲宽度，并根据所述脉冲宽度计算出所述电压信号的电压幅度。本实用新型提供的电压脉宽转换电路可以通过可利用定时器实现ADC功能，由此可以保证所述单片机没有配备ADC模块时仍可以支持ADC功能，有效扩展所述单片机的应用范围，并且降低所述单片机的整体成本。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0015]图1是本实用新型提供的电压脉宽转换电路一种实施例的电路示意图；
[0016]图2是图1所示的电压脉宽转换电路的信号参考图。
【具体实施方式】
[0017]下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]请参阅图1，其为本实用新型提供的电压脉宽转换电路一种实施例的电路示意图。所述电压脉宽转换电路100包括电压信号输入端101、比较器110、锯齿波产生电路120和脉冲信号输出端103。
[0019]所述比较器110包括同相输入端111、反相输入端112和输出端113。所述同相输入端111连接到所述电压信号输入端101，用于接收从所述电压信号输入端101输入的电压信号乂?;所述电压信号Vin可以为电压幅度变化的方波信号。所述反相输入端102用于连接到所述锯齿波产生电路120，用于接收所述锯齿波产生电路120输出的锯齿波信号Vref，在本实施例中，所述锯齿波信号Vref作为与所述同相输入端111接收到的电压信号Vin进行比较的参考?目号。
[0020]所述比较器110主要用于将所述同相输入端111接收到的电压信号VIN与所述反相输入端112接收到的锯齿波信号Vref进行比较并产生相应的脉冲信号Vpulse，其中所述脉冲信号Vpulse的脉冲宽度与所述电压信号Vin的电压幅度相对应。并且，所述比较器110的输出端113可以连接到所述脉冲信号输出端103，用于向外部控制电路输出所述脉冲信号Vpulse。
[0021]在具体实施例中，所述脉冲信号输出端103连接到单片机20，并将所述脉冲信号Vplilse输出给所述单片机20。其中，所述单片机20可以包括内部的定时器22，所述单片机20可以通过所述定时器22测量出所述脉冲信号Vpulse的脉冲宽度，并根据所述脉冲宽度计算出所述电压信号Vin的电压幅度。
[0022]另外，所述电压脉宽转换电路100还可以包括电流重置端Ireset和电压重置端Vreset，其中，所述电流重置端Ireset和电压重置端Vreset可以分别连接到所述比较器110的同相输入端111和反相输入端112，二者用于对所述比较器110的同相输入端111和反相输入端112分别进行电压重置和电流重置。并且，所述电流重置端Ireset和电压重置端Vreset还可以进一步连接到所述单片机20，二者的状态可以由所述单片机20进行控制。
[0023]所述锯齿波产生电路120可以包括充放电电容121和恒流源122，其中所述恒流源122的输出端连接到所述充放电电容121，且所述比较器110的反相输入端112可以进一步通过所述充放电电容11接地。所述恒流源122可以配合所述电流重置端Ireset对所述充放电电容121进行充放电处理，从而在所述充放电电容121两端产生所述锯齿波信号并输出给所述比较器110的反相输入端112。
[0024]具体地，所述恒流源122可以包括晶体管128、第一电阻123、第二电阻124、第三电阻125和电容126。其中，所述晶体管128可以为PNP型晶体管，其发射极可以通过所述第一电阻123连接到恒流源输入端102，且其集电极可以作为所述恒流源122的输出端连接到所述充放电电容121。所述晶体管128的基极可以通过所述第二电阻124连接到所述恒流源输入端102，并通过相互并联的第三电阻125和电容126进行接地。
[0025]为更好地理解本实用新型提供的电压脉宽转换电路100，以下结合图2所示的波形参考图，对所述电压脉宽转换电路100的工作过程进行简单介绍。在图2所示的波形参考图中，所述电流重置端Ireset和电压重置端Vreset的高阻状态用高电平表不。
[0026]具体而言，所述电流重置端Ireset和电压重置端Vreset在所述单片机20的控制进入低电平状态，此时所述比较器110的同相输入端111被拉为低电平，且所述充放电电容121通过所述电流重置端Ireset进行放电，从而使得所述比较器110的反相输入端112也被拉为低电平，此时所述比较器110的输出端113输出低电平信号。此后，所述单片机20控制所述电流重置端Ireset和电压重置端Vreset进入高阻状态，此时所述电压信号输入端101输入的电压信号VIN输出到所述比较器110的同相输入端111，而所述恒流源122对所述充放电电容121进行充电，从而使得所述比较器110的反相输入端112的电压逐渐升高，相当于所述锯齿波产生电路120向所述反相输入端112输出所述锯齿波信号VREF。在所述反相输入端112的电压升高过程中，所述比较器110的输出端113输出高电平信号。
[0027]当所述反相输入端112接收到的锯齿波信号Vref的电压幅度大于所述同相输入端112的电压信号Vin的电压幅度时，所述比较器110的输出端113的输出信号翻转为低电平信号，从而实现将所述电压信号Vin转换为脉冲信号Vpulse，且所述脉冲信号Vpulse的脉冲宽度与所述电压信号VIN的电压幅度相对应。综上所述，所述电压脉宽转换电路100通过所述比较器110和所述锯齿波产生电路120可以实现将所述电压信号Vin的电压幅度转换为所述脉冲信号Vpulse的脉冲宽度，并通过所述脉冲信号输出端103将所述脉冲信号Vpulse输出给所述单片机20。
[0028]所述单片机20通过所述定时器22可以直接测量出所述脉冲信号Vpulse的脉冲宽度，并根据所述脉冲宽度计算出所述电压信号Vin的电压幅度。也即是说，本实用新型提供的电压脉宽转换电路100可以通过可利用定时器实现ADC功能，由此可以保证所述单片机20没有配备ADC模块时仍可以支持ADC功能，有效扩展所述单片机20的应用范围，并且降低所述单片机20的整体成本。
[0029]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种电压脉宽转换电路，其特征在于，包括电压信号输入端、比较器、锯齿波产生电路和脉冲信号输出端;其中，所述比较器包括同相输入端、反相输入端和输出端，所述同相输入端连接到所述电压信号输入端，所述反相输入端连接到所述锯齿波产生电路，且所述比较器的输出端连接到所述脉冲信号输出端。2.如权利要求1所述的电压脉宽转换电路，其特征在于，还包括具有内部定时器的单片机，且所述脉冲信号输出端进一步连接到所述单片机。3.如权利要求2所述的电压脉宽转换电路，其特征在于，还包括电流重置端和电压重置端，其中，所述电流重置端和所述电压重置端分别连接到所述比较器的同相输入端和反相输入端。4.如权利要求3所述的电压脉宽转换电路，其特征在于，所述单片机连接到所述电流重置端和所述电压重置端。5.如权利要求1所述的电压脉宽转换电路，其特征在于，所述锯齿波包括充放电电容和恒流源，其中所述恒流源的输出端连接到所述充放电电容，且所述比较器的反相输入端进一步通过所述充放电电容接地。6.如权利要求5所述的电压脉宽转换电路，其特征在于，所述恒流源包括晶体管、第一电阻和第二电阻，其中，所述晶体管的发射极通过所述第一电阻连接到恒流源输入端，且其集电极作为所述恒流源的输出端连接到所述充放电电容;所述晶体管的基极通过所述第二电阻连接到所述恒流源输入端。7.如权利要求6所述的电压脉宽转换电路，其特征在于，所述恒流源还包括相互并联的第三电阻和电容，其中，所述晶体管的基极还通过所述相互并联的第三电阻和电容进行接地。8.如权利要求7所述的电压脉宽转换电路，其特征在于，所述晶体管为PNP型晶体管。
【文档编号】H03M1/12GK205566267SQ201620085047
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】苗萍
【申请人】深圳市绘王动漫科技有限公司