用于adc测量的动态灵敏度调整的制作方法
【专利说明】用于ADC测量的动态灵敏度调整
[0001] 背景
[0002] 1.公开的领域
[0003] 本公开的实施例一般涉及模数转换。更具体地，实施例涉及用于对于配电单元中 的模数转换的动态灵敏度调整的系统以及方法。
[0004] 2.背景描述
[0005] 数据中心通常包括设备机架内包含的多个配电单元（PDU)。机架安装式配电单元， 有时也被称为机架式rou，典型地将电力提供给各种设备，如包含在设备支架内的服务器以 及网络组件。人们常常希望测量由耦合到PDU或机架式PDU的出口的各种设备使用的电流 或电压。更具体地，有必要对小的和大的信号都使用模数转换器（ADC)进行精确测量。测 量小的和大的信号的典型方法包括使用单独的ADC。每个ADC可以被优化来处理小的、低 电平信号或大的、高电平信号的测量，但典型地不能同时处理。多个ADC的使用增加了对于 采样电路的成本以及复杂性。另一种方法需要使用信号调节电路，其放大施加到ADC的信 号。然而，这种方法需要一个或多个放大器来容纳到ADC的每个输入通道，以及影响作为必 须被考虑的放大器增益的偏差来测量的信号，从而也增加复杂性和成本。
[0006] 概要
[0007] 至少一些方面和实施例涉及为具有一个或多个出口的PDU提供动态的ADC测量灵 敏度调整。各种实施例可以包括被配置成允许高电平和低电平的出口电流的精确测量的 ADC。这可以通过提供多个ADC基准电压以同时测量高出口电流和低出口电流来实现。使 用大的ADC电压基准将允许不带ADC测量的削波的高出口电流的测量。使用小的ADC电压 基准将通过有效地增加在较低电平处的信号测量的分辨率来允许低出口电流的测量。当测 量较低的电流电平时，这还增加信号噪声比。各种实施例可以不需要额外的信号调节电路 来影响被测量的信号。
[0008] 根据一个方面，提供了使用配电单元（PDU)中的模数转换器（ADC)测量动态信号 的方法。该方法包括将PDU的多个出口与ADC的多个通道相关联，提供多个基准电压，测量 从ADC的第一通道输出的信号的尺度，比较信号的尺度与灵敏度阈值，以及基于比较结果， 为对应于第一通道的第一出口选择多个基准电压中的基准电压用于到ADC的输入的动作。 在一些实施例中，信号可以对应于通过第一出口的电流值。
[0009] 在一些实施例中，该方法还可以包括，在选择基准电压之后，基于该基准电压从输 出自第一通道的信号确定测量值以及施加校准值到该测量值。
[0010] 在一些实施例中，该方法还可以包括提供多个灵敏度阈值，每个灵敏度阈值对应 于多个基准电压中相应的基准电压。灵敏度阈值可以是基于多个基准电压的当前基准电 压。在一些实施例中，该方法还可以包括基于当前基准电压测量从ADC的第一通道输出的 信号的尺度。在一些实施例中，灵敏度阈值可以包括阈值范围，并且比较还可以包括确定该 信号的尺度是否在阈值范围之内。该方法还可以包括响应于该信号的尺度超出阈值范围的 确定，从使用当前基准电压切换成使用不同的基准电压。
[0011] 在一些实施例中，该方法还可以包括响应于该信号的尺度小于或等于阈值范围的 下限的确定，从使用当前基准电压切换成使用低于当前基准电压的不同的基准电压。该方 法还可以包括响应于该信号的尺度大于或等于阈值范围的上限的确定，从使用当前基准电 压切换成使用高于当前基准电压的不同的基准电压。
[0012] 在一些实施例中，该方法还可以包括提供耦合到ADC的微处理器以及使用微处理 器进行测量、比较和选择的动作。该方法还可包括基于基准电压校准微处理器以及使用校 准的微处理器基于基准电压测量从ADC的第一通道输出的第二信号的尺度。
[0013] 根据另一个方面，配电单元（PDU)包括被配置成从输入电源接收输入功率的输入 端，配置成提供输出功率的多个出口，包括多个通道的模数转换器（ADC)，以及耦合到ADC 的微处理器。该微处理器可以被配置成测量从ADC的第一通道输出的信号的尺度，比较信 号的尺度与灵敏度阈值，以及基于比较结果，为对应于第一通道的第一出口选择多个基准 电压中的基准电压用于到ADC的输入。在一些实施例中，该信号可以对应于通过第一出口 的电流值。
[0014] 在一些实施例中，微处理器还可以被配置成基于多个基准电压中的当前基准电压 测量信号的尺度。灵敏度阈值可以是基于当前基准电压。在一些实施例中，灵敏度阈值可 以包括阈值范围，并且微处理器还可以被配置成确定信号的尺度是否在阈值范围之内，以 及配置为响应于该信号的尺度超出阈值范围的确定，从当前基准电压切换到不同的基准电 压。在一些实施例中，响应于信号的尺度小于或等于阈值范围的下限的确定，不同的基准电 压可以低于当前基准电压。响应于信号的尺度大于或等于阈值范围的上限的确定，不同的 基准电压可以高于当前基准电压。
[0015] 在一些实施例中，PDU还可以包括配置成接收多个基准电压和指示选择的基准电 压的控制信号以及向ADC提供选择的基准电压的基准电压开关。在一些实施例中，PDU还 可以包括配置成存储多组校准值的存储器。每组校准值可以对应于多个基准电压中相应的 基准电压并且微处理器还可以被配置成接收对应于选择的基准电压的一组校准值。
[0016] 根据另一个方面，配电单元（PDU)包括被配置成从输入电源接收输入功率的输入 端，配置成提供输出功率的多个出口和包括多个通道的模数转换器（ADC)。PDU还包括用于 测量的装置，其针对多个出口中的每个出口，测量由ADC的相应通道输出且对应于通过该 出口的电流值的值，以及用于基于测量的值选择ADC的基准电压。
[0017] 在一些实施例中，用于测量的装置被配置成响应于测量的值超出当前基准电压的 阈值范围的确定，从当前基准电压切换到选择的基准电压。在一些实施例中，响应于测量的 值小于或等于阈值范围的下限的确定，选择的基准电压可以低于当前基准电压。在一些实 施例中，响应于测量的值大于或等于阈值范围的上限的确定，选择的基准电压可以高于当 前基准电压。
[0018] 在一些实施例中，PDU还可以包括用于基于基准电压对用于测量的装置校准的装 置。
[0019] 还有，其他方面、实施例以及这些示例性方面和实施例的优点在下面详细讨论。本 文所公开的实施例可以与其他实施例以任何与本文公开的原理中的至少一个一致的方式 进行组合，并且对于"实施例"、"一些实施例"、"替代实施例"、"各种实施例"、"一个实施例" 或诸如此类的引用并不一定是相互排斥的，并且旨在表示描述的特定的特征、结构或特性 可以被包括在至少一个实施例中。本文这类术语的出现不一定全部指的是相同的实施例。
[0020] 附图的简要说明
[0021] 至少一个实施例的各个方面下面将参照附图进行讨论，附图不旨在按比例绘制。 附图被包括以提供各种方面和实施例的例证和进一步理解，并且被并入本说明书且构成本 说明书的一部分，但不旨在作为本公开的限制的限定。在图中，示于各图的每个同一的或几 乎同一的组成部分是用同样的数字来表示。为了清楚起见，不是每一个元件都可以被标记 在每个图中。在附图中：
[0022] 图1示出根据本公开的各方面的用于对于ADC测量的动态灵敏度调整的系统的一 个实施例；
[0023] 图2示出根据本公开的各方面的用于对于ADC测量的动态灵敏度调整的系统的另 一个实施例；
[0024] 图3示出包括根据本公开的各方面的用于对于ADC测量的动态灵敏度调整的系统 的机架式rou;
[0025] 图4示出根据本公开的各方面的对于ADC测量的动态灵敏度调整的方法一个示例 的流程图；以及
[0026]图5是本实施例的各个方面可以在其上实现的计算机系统的一个示例的框图。
[0027] 详述
[0028] 应当理解，本文所讨论的方法以及装置的实施例不限于应用于在下面的描述中阐 述或在附图中示出的构造的细节和组件的结构。这些方法以及装置能够在其他实施例中实 现并且以各种方式被实践或执行。本文提供的具体实现的示例，仅用于说明的目的并且不 旨在进行限制。特别是，在与任何一个或多个实施例结合进行讨论的动作、元件和特征并非 旨在从任何其他实施例中的类似作用中被排除。
[0029] 同样，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制。本文以 单数形式提到的对于系统和方法的实施例或元件或动作的任何引用也可以包含包括多个 这些元件的实施例，以及对于本文任何实施例或元件或动作的以复数的任何引用也可以包 含包括仅单个元件的实施例。本文对"包括"、"包含"、"具有"、"含有"、"涉及"以及它们的 变形的使用是指囊括其后列出的术语及其等同物以及额外的术语。对于"或"的引用可以 被理解为包括，以便使用"或"描述的任何术语可以指示所描述术语的单个的、多于一个的 以及全部中的任何一个。
[0030] 当设计ADC电路时，很难提供能够测量大的信号同时还能够用高水平精度测量非 常小的信号的系统。当设计具有η位的输出的ADC电路时，它典型地被设计为容许将被施 加到其的最大幅值的信号。当该最大幅值信号被施加到ADC时，输出将是处于或接近描述 该信号的全部η位。当小的信号被施加到相同的ADC电路时，输出将是用较少细节描述小 的信号的η-χ位。
[0031] 而每一个被优化用于相应的信号尺度的多个不同的ADC可以被使用，理想的是， 最小化用来实现功能的组件的数目，以降低成本并且节省电路板空间。因此，本文公开的各 种实施例包括具有处理不同尺度的动态信号的