一种高压输入连续时间模数转换器的制作方法

本发明属于电子，更具体地，涉及一种高压输入连续时间模数转换器。

背景技术：

1、现有的模数转换器产品，来自传感器或系统的许多信号是高压和双极性的，例如±10v被广泛使用，对于单颗芯片，通常采用两个供电电压使adc可以测量该信号，即通过额外的高压电源来适应输入范围，但该方案消耗相当大的功率，更高的电源通常会导致更高的功耗和电路板复杂性；或者使用两个芯片，高压放大器芯片把输入电压降低到低压adc芯片能够接受的电压范围，但此方案增加了成本，且pcb电路板尺寸大。

2、因此，需要一种能够集成连续时间adc的抗混叠等特性，低压供电解决高压输入的连续时间模数转换器，以降低成本，同时提高精度。

3、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种高压输入连续时间模数转换器，实现将高压输入电压降低到模数转换器芯片的工作电压范围，降低成本的同时能够提高模数转换器的精度。

2、为实现上述目的，本发明提出了一种高压输入连续时间模数转换器，包括：

3、依次连接的滤波分压单元、第一级积分器、后级积分器和量化器；

4、所述量化器的输出端通过反馈dac反馈到所述第一级积分器的输入端；

5、通过所述滤波分压单元将输入信号的电压降至模数转换器芯片的工作电压范围，并对所述输入信号进行滤波处理。

6、可选地，所述滤波分压单元包括：

7、四个电阻，分别为第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

8、两个电容，分别为第一滤波电容和第二滤波电容。

9、可选地，所述第一电阻的输入端与正输入端电连接，所述第一电阻的输出端与所述第二电阻的输出端和所述第一滤波电容的第一端电连接；

10、所述第三电阻的输入端与负输入端电连接，所述第三电阻的输出端与所述第四电阻的输出端和所述第二滤波电容的第一端电连接；

11、所述第二电阻的输入端和所述第四电阻的输入端与第一共模电压输出端电连接；

12、所述第一滤波电容的第二端和所述第二滤波电容的第二端共同接地。

13、可选地，所述滤波分压单元还包括：

14、第一esd保护模块和第二esd保护模块。

15、可选地，所述第一esd保护模块包括：

16、第一二极管和第二二极管；

17、所述第一二极管的正极与vdd端电连接，所述第二二极管的正极与vss端电连接，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极与所述第一电阻的输出端电连接。

18、可选地，所述第一esd保护模块包括：

19、第三二极管和第四二极管；

20、所述第三二极管的正极与vdd端电连接，所述第四二极管的正极与vss端电连接，所述第三二极管的负极和所述第四二极管的负极与所述第三电阻的输出端电连接。

21、可选地，所述第一级积分器包括：

22、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一放大器、第二放大器、第一积分电容和第二积分电容。

23、可选地，所述第五电阻的输入端与所述滤波分压单元的正输出端电连接，所述第五电阻的输出端与所述第六电阻的输出端、所述第一积分电容的第一端、所述第一放大器的正输入端、所述第二放大器的正输入端电连接；

24、所述第七电阻的输入端与所述滤波分压单元的负输出端电连接，所述第七电阻的输出端与所述第八电阻的输出端、所述第二积分电容的第一端、所述第一放大器的负输入端、所述第二放大器的负输入端电连接；

25、所述第六电阻的输入端和所述第八电阻的输入端与所述第一放大器的输出端电连接；

26、所述第一放大器的共模电压输入端与第二共模电压输出端电连接；

27、所述第一积分电容的第二端与所述第二放大器的正输出端电连接，所述第二积分电容的第二端与所述第二放大器的负输出端电连接；

28、所述反馈dac的正输出端与所述第一积分电容的第一端电连接，所述反馈dac的负输出端与所述第二积分电容的第一端电连接。

29、可选地，还包括：

30、第一开关和第二开关；

31、所述第一开关的第一端与所述第五电阻的输出端电连接，所述第二开关的第一端与所述第七电阻的输出端电连接，所述第一开关的第二端和所述第二开关的第二端与所述第二共模电压输入端电连接。

32、可选地，所述滤波分压单元、所述第五电阻、所述第七电阻、所述第一开关和所述第二开关组成单通道输入单元；

33、所述第六电阻、所述第八电阻、所述第一放大器、所述第二放大器、所述第一积分电容、所述第二积分电容、所述后级积分器、所述量化器和所述反馈dac组成积分单元；

34、多个所述单通道输入单元、通道选择开关网络和所述积分单元组成多通道输入的连续时间模数转换器；

35、当单通道输入单元的第一开关和第二开关为闭合时，则所述单通道输入单元与所述积分单元不导通，反之，则所述单通道输入单元与所述积分单元导通。

36、本发明的有益效果在于：本发明通过滤波分压单元将输入信号的电压降至模数转换器芯片的工作电压范围，并对输入信号进行滤波处理，实现了通过低压供电解决高压输入的问题，同时集成了连续时间模数转换器的抗混叠等特性。本发明不但降低了成本，同时有利于提升模数转换器的精度。本发明的输入外部输入电压可大大高于芯片电源电压，且简化了电源设计，减小了pcb电路板尺寸，非常适合工业应用场合。

37、本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

技术特征：

1.一种高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述滤波分压单元包括：

3.根据权利要求2所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述第一电阻的输入端与正输入端电连接，所述第一电阻的输出端与所述第二电阻的输出端和所述第一滤波电容的第一端电连接；

4.根据权利要求3所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述滤波分压单元还包括：

5.根据权利要求4所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述第一esd保护模块包括：

6.根据权利要求5所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述第一esd保护模块包括：

7.根据权利要求1所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述第一级积分器包括：

8.根据权利要求7所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述第五电阻的输入端与所述滤波分压单元的正输出端电连接，所述第五电阻的输出端与所述第六电阻的输出端、所述第一积分电容的第一端、所述第一放大器的正输入端、所述第二放大器的正输入端电连接；

9.根据权利要求8所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的高压输入连续时间模数转换器，其特征在于，所述滤波分压单元、所述第五电阻、所述第七电阻、所述第一开关和所述第二开关组成单通道输入单元；

技术总结
本发明公开了一种高压输入连续时间模数转换器。该高压输入连续时间模数转换器包括：依次连接的滤波分压单元、第一级积分器、后级积分器和量化器；量化器的输出端通过反馈DAC反馈到第一级积分器的输入端；通过滤波分压单元将输入信号的电压降至模数转换器芯片的工作电压范围，并对输入信号进行滤波处理。本发明通过滤波分压单元将输入信号的电压降至模数转换器芯片的工作电压范围，并对输入信号进行滤波处理，实现利用低压供电解决高压输入的问题，同时集成了连续时间模数转换器的抗混叠等特性。本发明不但降低了成本，同时有利于提升模数转换器的精度。本发明可使输入电压可远高于芯片电源电压，且简化了电源设计，非常适合工业应用场合。

技术研发人员：王汉卿,汪荔,李雪民
受保护的技术使用者：苏州领慧立芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17