[發明專利]具有雙線接口的模擬前端裝置

有效

• 申請號: 201280066412.4
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN104054066B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 文森特·奎奎姆普瓦
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 沈錦華

對相關申請案的交叉參考

本申請案主張2011年11月11日申請的名為“具有雙線接口的模擬前端裝置(ANALOG FRONT END DEVICE WITH TWO-WIRE INTERFACE)”的美國臨時申請案第61/558,536號的權利，所述臨時申請案的全文并入本文中。

技術領域

本發明涉及模擬前端裝置。

背景技術

需要用于智能計量的多相分路功率/能量計量前端裝置，從而考慮對減少隔離器成本和通過處置用于隔離式和非隔離式分離裝置的分離前端而誘發的成本的需要。

發明內容

根據各種實施例，一種模擬前端(AFE)裝置可包括：至少一個可編程模/數轉換器(ADC)；以及串行接口，其可切換以在雙向串行接口模式中和在單向雙線串行接口模式中操作，其中所述單向雙線串行接口模式僅使用時鐘輸入和數據輸出信號線，其中所述ADC在所述單向雙線串行接口模式中與供應到所述時鐘輸入的時鐘同步地操作。

根據另外實施例，當所述串行接口在所述單向雙線串行接口模式中被配置時，所述數據輸出信號線處的數據輸出可以幀為基礎。根據另外實施例，所述ADC可包括內部電壓參考、內部時鐘產生和內部增益放大器中的至少一個。根據另外實施例，所述AFE裝置可進一步包括PLL，所述PLL用于產生快于提供于所述雙線串行接口上的時鐘信號的內部時鐘信號。根據另外實施例，所述可編程ADC可為受到由所述雙線串行接口提供的所述時鐘信號驅動的Σ-Δ轉換器(sigma-delta converter)。根據另外實施例，所述AFE裝置可經設計成當所述時鐘輸入處的時鐘信號在已定義邏輯電平下保持達某一時間或浮動時自動地重設。根據另外實施例，所述AFE可布置于包括外部引腳的外殼內，且其中所述外部引腳中的一些經配置以由施加到所述外部引腳中的一些的相應信號來編程所述操作模式和所述ADC。根據另外實施例，所述信號可選自電力供應器和接地或任何其它固定DC電壓電平，或由浮動節點檢測器選擇。根據另外實施例，過采樣率可由所述外部引腳中的至少一個編程。根據另外實施例，引腳可被提供用于編程所述串行接口的所述操作模式。根據另外實施例，增益可由所述引腳中的至少一個編程。根據另外實施例，兩個引腳可被提供用于編程所述增益。根據另外實施例，幀可包括幀寄存器值和幀數據，且其中幀在數據就緒信號由所述ADC產生之后發射通過所述串行接口。根據另外實施例，所述幀可包括所述AFE裝置的參數設定。根據另外實施例，所述幀可在連續數據就緒信號之間被重復n次。根據另外實施例，所述幀中每一者可并入待從另一幀辨識的幀計數。根據另外實施例，所述幀可含有檢驗和及/或CRC校驗和，使得可驗證和保證數據發射的完整性。根據另外實施例，可所述校驗和及/或CRC校驗和可被放置在所述幀結束處。根據另外實施例，所述AFE裝置可包括多個多功能引腳，且一個外部引腳可經配置以設定所述裝置的操作模式，其中在第一模式中，所述裝置用所述雙線串行接口而操作且使用外部引腳來編程所述AFE裝置，且在第二模式中，所述裝置用標準輸入/輸出串行數字接口而操作來編程所述AFE裝置。根據另外實施例，在初始化階段中，所述AFE裝置可使用單線協議或UART接口以編程部件，且接著，所述部件自動地返回到所述雙線模式中。

根據另一實施例，提供一種操作模擬前端(AFE)裝置的方法，所述AFE裝置包括：模/數轉換器；以及串行接口，其可在第一操作模式與第二操作模式之間切換，所述方法可包括如下步驟：借助于外部引腳來選擇所述第一操作模式或所述第二操作模式，其中在所述第一操作模式中，所述串行接口在雙向串行接口模式中操作，且在所述第二操作模式中，所述串行接口在單向雙線串行接口模式中操作，其中所述單向雙線串行接口模式僅使用時鐘輸入和數據輸出信號線；借助于外部引腳來編程所述模/數轉換器(ADC)；以及通過所述串行接口發射所述ADC獲取的數字值，其中當選擇所述第二操作模式時，所述ADC與供應到所述時鐘輸入的時鐘同步地操作。

根據所述方法的另外實施例，所述方法可進一步包括當選擇所述第二操作模式時在所述數據輸出信號線處輸出以幀為基礎的數據。根據所述方法的另外實施例，幀可包括幀寄存器值，繼之以所述ADC數字值。根據所述方法的另外實施例，所述AFE裝置可包括增益放大器，且所述方法進一步包括當選擇所述第二操作模式時借助于外部引腳來編程所述增益放大器。根據所述方法的另外實施例，所述幀可包括所述AFE裝置的參數設定。根據所述方法的另外實施例，可在所述ADC的連續數據就緒信號期間輸出若干幀。