模拟数字转换器的制作方法

本公开涉及一种用于将被检测装置的模拟信号转换成数字信号的模拟数字转换器，更具体地涉及由分离的器件组件的模拟数字转换器。

背景技术：

1、模拟数字转换器(adc)芯片是很普遍的应用，从成本节约的角度考虑，通常采用模拟量(通常为电压)到频率或模拟量(通常为电压)到占空比的转换电路来进行模拟量到数字量的转换。需要采集的模拟量可以是电压、电流和温度等。所采样的电压、电流等是快速变化的量，需要被实时地感测，否则控制器无法实时地得到采集量，后续的控制或保护(利用数字隔离器进行保护，如果有的话)将无法被实现。

2、此外，被采样的模拟量也需要是较宽范围的模拟量，例如上下阈值电压较高的电压范围，从而能够提高分辨率。此外，被采样的模拟量不应当受到电路中的物理期间的容差或者温度等参数的影响。

技术实现思路

1、本公开的一个方面涉及一种用于将被检测装置的模拟信号转换成数字信号的模拟数字转换器。该模拟数字转换器可以包括：运算放大器，被配置为接收模拟信号且输出脉冲信号，脉冲信号具有与模拟信号的幅值相关的占空比；触发器，连接至运算放大器，且被配置为接收时钟信号和脉冲信号，并且基于时钟信号将脉冲信号采样成频率与时钟信号的频率相同的数字信号；其中运算放大器在被检测装置附近被连接至被检测装置，以在运算放大器的第一输入端接收模拟信号，以及数字信号以负反馈的方式被反馈至与第一输入端，运算放大器还被配置为在第二输入端接收参考电压，模拟数字转换器还包括积分器，被配置为对第一输入端所接收的模拟信号和所反馈的数字信号进行积分，以得到在参考电压附近的平均电压，以及运算放大器还被配置为基于平均电压和参考电压输出脉冲信号。

2、在一些实施例中，平均电压在参考电压上下的特定范围内波动。

3、在一些实施例中，运算放大器包括加法电路和比较电路，加法电路包括第一反向输入端、第一同向输入端和第一输出端，反向输入端为第一输入端；以及比较电路包括第二反向输入端、第二同向输入端和第二输出端，脉冲信号从第二输出端输出；第一输出端电连接至第二反向输入端，第一同向输入端和第二同向输入端均接收参考电压，以及积分器包括电容器，电容器并联地连接在第一反向输入端和第一输出端之间，从而使得第一输出端输出接近参考电压的平均电压。

4、在一些实施例中，模拟信号为电压信号，模拟信号的幅值在一电压范围内变化，以及脉冲信号的占空比或者数字信号的占空比随着模拟信号的幅值的增加而增大。

5、在一些实施例中，触发器为d触发器或d触发电路，由d触发器或d触发电路的第一引脚输出数字信号，由d触发器或d触发电路的第二引脚输出与数字信号的电平相反的反馈信号，以被反馈至第一输入端。

6、在一些实施例中，模拟数字转换器包括靠近被检测装置的采样侧，和远离被检测装置的传输侧，运算放大器、触发器以及积分器设置在采样侧，模拟数字转换器还包括设置在传输侧的控制器，以及数字信号被从触发器被传输到控制器。

7、在一些实施例中，模拟数字转换器还包括数字隔离器，数字隔离器被连接在触发器和控制器之间。

8、在一些实施例中，模拟数字转换器还包括第一加权电阻，连接在被检测装置和第一输入端之间，使得模拟信号经过第一加权电阻的加权之后被输入到第一输入端，以及第二加权电阻，被连接在触发器和第一输入端之间，使得负反馈的数字信号经过第二加权电阻的加权之后被输入到第一输入端。

9、在一些实施例中，多个模拟数字转换器用于采集多个被检测装置的模拟量，多个模拟数字转换器中的多个触发器共用一个时钟信号。

10、在一些实施例中，时钟信号的频率位于10khz至100mhz之间的范围内。

11、根据本公开的模拟数字转换器能够快速地实现被采样的模拟量的阶跃响应，具有高线性、且器件的容差对输出的影响小，且具有成本优势。

12、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种模拟数字转换器，所述模拟数字转换器用于将被检测装置的模拟信号转换成数字信号，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述平均电压在所述参考电压上下的特定范围内波动。

3.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的模拟数字转换器，其特征在于，还包括数字隔离器(5)，所述数字隔离器(5)被连接在所述触发器(2)和所述控制器(4)之间。

8.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，还包括

9.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，

技术总结
本公开的实施例描述了一种用于将被检测装置的模拟信号转换成数字信号的模拟数字转换器，包括：运算放大器，被配置为接收模拟信号且输出脉冲信号；触发器，连接至运算放大器，基于时钟信号将脉冲信号采样成频率与时钟信号的频率相同的数字信号；其中运算放大器在被检测装置附近被连接至被检测装置，以及数字信号以负反馈的方式被反馈至与第一输入端，运算放大器还被配置为在第二输入端接收参考电压，模拟数字转换器还包括积分器，被配置为模拟信号和所反馈的数字信号进行积分，以得到在参考电压附近波动的平均电压。根据本公开的模拟数字转换器能够快速地实现被采样的模拟量的阶跃响应，具有高线性、且器件的容差对输出的影响小，且具有成本优势。

技术研发人员：曲文超,陈富,韩颖
受保护的技术使用者：北京ABB电气传动系统有限公司
技术研发日：20221123
技术公布日：2024/1/12