信号采集电路、芯片及信号采集方法与流程

本公开涉及电子电路，具体地，涉及一种信号采集电路、芯片及信号采集方法。

背景技术：

1、目前，可以通过电子产品的控制器获取该电子产品的功耗，从而在电子产品的实际功耗超过电源的额定功率以及散热要求的情况下，采取相应的限制措施降低功耗，由此保证电子产品的稳定性。

2、相关技术通常采用adc(analog-to-digital converter，模拟数字转换器)专用芯片来将电子产品的电压或者电流等模拟信号转换成数字信号，再通过i2c或者spi等芯片通信协议将数字信号传递给控制器，由此实现从控制器获取电子产品的实际功耗。然而，adc专用芯片的成本高，且传输速率受到芯片通信协议的限制。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种信号采集电路、芯片及信号采集方法，以在降低成本的基础上提高信号采集效率。

2、为了实现上述目的，本公开实施例的第一方面提供一种信号采集电路，包括三角波发生电路、电压转换电路以及信号比较电路，所述信号比较电路包括比较器；

3、所述电压转换电路的输入端用于与耗电设备电连接，使得所述电压转换电路的输入端输入所述耗电设备的待测模拟信号，所述电压转换电路的输出端连接所述比较器的第一输入端；

4、所述三角波发生电路的输出端连接所述比较器的第二输入端。

5、可选地，所述电压转换电路包括采样电阻以及第一电压比例放大电路；

6、所述采样电阻用于与所述耗电设备串联；

7、所述第一电压比例放大电路用于放大所述采样电阻的电压，并将放大后的第一电压信号输送至所述比较器的第一输入端。

8、可选地，所述电压转换电路包括第二电压比例放大电路；

9、所述第二电压比例放大电路用于放大所述耗电设备的电压，并将放大后的第二电压信号输送至所述比较器的第一输入端。

10、可选地，所述电压转换电路包括分压电阻以及接地电阻；

11、所述分压电阻的第一端分别连接所述接地电阻以及所述比较器的第一输入端，所述分压电阻的第二端用于与所述耗电设备串联。

12、可选地，所述三角波发生电路包括电阻以及电容；

13、所述电阻的第一端用于连接控制器，所述电阻的第二端分别连接所述电容的第一端以及所述比较器的第二输入端；

14、所述电容的第二端接地。

15、可选地，所述信号采集电路还包括控制器；

16、所述控制器连接所述比较器的输出端。

17、本公开实施例的第二方面提供一种信号采集方法，所述方法应用于第一方面所述的信号采集电路，所述方法包括：

18、所述三角波发生电路输出三角波；

19、所述电压转换电路转换所述耗电设备的待测模拟信号，以输出电压值在所述三角波电压幅值范围内的转换电压信号；

20、所述信号比较电路通过所述比较器比较所述三角波的电压值以及所述转换电压信号表征的电压值的大小，输出对应的pwm信号，其中，所述pwm信号用于确定所述耗电设备的电压值和/或电流值。

21、可选地，所述信号采集电路还包括控制器，所述方法还包括：

22、所述控制器根据所述pwm信号以及所述三角波的电压幅值范围确定所述转换电压信号表征的电压值，并根据该电压值确定所述耗电设备的电压值和/或电流值。

23、可选地，所述电压转换电路包括采样电阻以及第一电压比例放大电路，所述采样电阻的电流与所述耗电设备的电流一致；

24、所述电压转换电路转换所述耗电设备的待测模拟信号，以输出电压值在所述三角波电压幅值范围内的转换电压信号，包括：

25、所述第一电压比例放大电路放大所述采样电阻对应的采样电压信号，得到电压值在所述三角波电压幅值范围内的所述转换电压信号；

26、所述控制器根据所述转换电压信号表征的电压值确定所述耗电设备的电流值，包括：

27、所述控制器根据所述转换电压信号表征的电压值以及所述第一电压比例放大电路的放大比例确定所述采样电压信号表征的电压值，并根据所述采样电压信号表征的电压值以及所述采样电阻的电阻值确定所述耗电设备的电流值。

28、可选地，所述方法还包括：

29、所述控制器根据所述耗电设备的电流值以及预先获取的所述耗电设备的固定电压值确定所述耗电设备的功耗。

30、可选地，所述电压转换电路包括第二电压比例放大电路；

31、所述电压转换电路转换所述耗电设备的待测模拟信号，以输出电压值在所述三角波电压幅值范围内的转换电压信号，包括：

32、所述第二电压比例放大电路放大所述耗电设备的待测电压信号，得到电压值在所述三角波电压幅值范围内的所述转换电压信号；

33、所述控制器根据所述转换电压信号表征的电压值确定所述耗电设备的电压值，包括：

34、所述控制器根据所述转换电压信号表征的电压值以及所述第二电压比例放大电路的放大比例确定所述待测电压信号表征的电压值。

35、可选地，所述电压转换电路包括分压电阻，所述分压电阻与所述耗电设备串联；

36、所述控制器根据所述转换电压信号表征的电压值确定所述耗电设备的电压值，包括：

37、所述控制器根据所述转换电压信号表征的电压值以及所述分压电阻对应的电压值确定所述耗电设备的电压值。

38、本公开实施例的第三方面提供一种芯片，集成有第一方面中任一项所述的信号采集电路。

39、通过上述技术方案，利用三角波发生电路输出三角波，电压转换电路转换耗电设备的待测模拟信号，从而输出电压值在三角波电压幅值范围内的转换电压信号，在此基础上，通过信号比较电路比较三角波的电压值以及转换电压信号表征的电压值的大小，并输出对应的pwm信号。这样，可以根据pwm信号以及三角波的电压幅值范围确定转换电压信号表征的电压值，从而确定耗电设备的电压值和/或电流值。也即是说，采用本公开提供的这种技术方案，无需设置用于模数转换的专用芯片，而是可以通过比较器将耗电设备的待测模拟信号与三角波的电压值进行比较，得到可以反映电压信号的pwm波形，从而可以根据pwm波形确定耗电设备的电压值和/或电流值，由此可以不受芯片通信协议的限制，实现在降低成本的基础上提高信号采集效率。

40、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路包括三角波发生电路、电压转换电路以及信号比较电路，所述信号比较电路包括比较器；

2.根据权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述电压转换电路包括采样电阻以及第一电压比例放大电路；

3.根据权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述电压转换电路包括第二电压比例放大电路；

4.根据权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述电压转换电路包括分压电阻以及接地电阻；

5.根据权利要求1-4中任一项所述的信号采集电路，其特征在于，所述三角波发生电路包括电阻以及电容；

6.根据权利要求1-4中任一项所述的信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路还包括控制器；

7.一种信号采集方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1所述的信号采集电路，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的信号采集方法，其特征在于，所述信号采集电路还包括控制器，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的信号采集方法，其特征在于，所述电压转换电路包括采样电阻以及第一电压比例放大电路，所述采样电阻的电流与所述耗电设备的电流一致；

10.根据权利要求9所述的信号采集方法，其特征在于，所述方法还包括：

11.根据权利要求8所述的信号采集方法，其特征在于，所述电压转换电路包括第二电压比例放大电路；

12.根据权利要求8所述的信号采集方法，其特征在于，所述电压转换电路包括分压电阻，所述分压电阻与所述耗电设备串联；

13.一种芯片，其特征在于，集成有权利要求1-6中任一项所述的信号采集电路。

技术总结
本公开涉及一种信号采集电路、芯片及信号采集方法，该信号采集电路包括三角波发生电路、电压转换电路以及信号比较电路，信号比较电路包括比较器；电压转换电路的输入端用于与耗电设备电连接，使得电压转换电路的输入端输入耗电设备的待测模拟信号，电压转换电路的输出端连接比较器的第一输入端；三角波发生电路的输出端连接比较器的第二输入端。通过该信号采集电路，无需设置用于模数转换的芯片，而是可以将转换后的耗电设备的待测模拟信号与三角波进行比较，得到反映电压信号的PWM波形，由此基于PWM波形确定待测模拟信号，该过程不受芯片通信协议的限制，从而可以实现在降低成本的基础上提高信号采集效率。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：摩尔线程智能科技（北京）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13