[發(fā)明專利]串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310424470.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104467849A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁懿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梁懿
• 主分類號(hào): H03M1/12
• 分類號(hào): H03M1/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，涉及一種串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

隨著數(shù)字電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種數(shù)字設(shè)備，特別是數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有領(lǐng)域之中。數(shù)字計(jì)算機(jī)只能夠?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，處理的結(jié)果還是數(shù)字量，它在用于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控?制的時(shí)候，所要處理的變量往往是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、速度等都是模擬量，這些非電子信號(hào)的模擬量先要經(jīng)過(guò)傳感器變成電壓或者電流信號(hào)，?然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能夠送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡(jiǎn)稱ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小。故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見(jiàn)的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。

????現(xiàn)有模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬信號(hào)逐周期比較，輸出高頻數(shù)字信號(hào)，不僅信息量大，對(duì)極短時(shí)間內(nèi)的模擬量變化做分析不僅不經(jīng)濟(jì)，而且意義有限。

發(fā)明內(nèi)容

為克服傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器只能即時(shí)記錄模擬量并記錄，數(shù)據(jù)量大且不經(jīng)濟(jì)的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明所述串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括模擬輸入端、時(shí)鐘輸入端和基準(zhǔn)端，其特征在于：包括與模擬輸入端連接的斜坡發(fā)生器，連接斜坡發(fā)生器控制端的間隔計(jì)數(shù)器；還包括比較器、與邏輯電路和輸出計(jì)數(shù)器，所述比較器的輸入端與斜坡發(fā)生器的輸出端和基準(zhǔn)端連接，所述比較器的輸出端與時(shí)鐘輸入端連接與邏輯電路輸入端，所述與邏輯電路輸出端連接輸出計(jì)數(shù)器。?

優(yōu)選的，所述時(shí)鐘輸入端與各個(gè)模塊之間還連接有至少一個(gè)緩沖器。??

具體的，所述斜坡發(fā)生器為電容和與電容并聯(lián)的開(kāi)關(guān)器件，所述開(kāi)關(guān)器件的控制端為斜坡發(fā)生器控制端。

具體的，間隔計(jì)數(shù)器和/或輸出計(jì)數(shù)器為采用分頻級(jí)聯(lián)的觸發(fā)器。

進(jìn)一步的，所述觸發(fā)器為JK觸發(fā)器。

具體的，所述與邏輯電路為與門。

采用本發(fā)明所述串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行分時(shí)平均化處理，屏蔽了小信號(hào)和雜波干擾，輸出信號(hào)數(shù)據(jù)量小，處理速度和精度都得到了一定程度的提高，結(jié)合各種傳感器，可以廣泛運(yùn)用于溫度、環(huán)境噪聲、氣流、氣壓等方面的參數(shù)檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1示出本發(fā)明一種具體實(shí)施方式的示意圖；

各圖中附圖標(biāo)記為1-基準(zhǔn)端?2-模擬輸入端?3-時(shí)鐘輸入端?4-緩沖器5-比較器?6-與邏輯電路?7-電容?8-開(kāi)關(guān)器件?。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明所述串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括模擬輸入端、時(shí)鐘輸入端和基準(zhǔn)端，其特征在于：包括與模擬輸入端連接的斜坡發(fā)生器，連接斜坡發(fā)生器控制端的間隔計(jì)數(shù)器；還包括比較器、與邏輯電路和輸出計(jì)數(shù)器，所述比較器的輸入端與斜坡發(fā)生器的輸出端和基準(zhǔn)端連接，所述比較器的輸出端與時(shí)鐘輸入端連接與邏輯電路輸入端，所述與邏輯電路輸出端連接輸出計(jì)數(shù)器。

模擬信號(hào)從模擬輸入端2進(jìn)入斜坡發(fā)生器，在斜坡發(fā)生器該模擬信號(hào)被積分并鎖存，與從基準(zhǔn)端輸入的基準(zhǔn)電壓輸入到比較器5中進(jìn)行比較，輸出一系列反映模擬信號(hào)的數(shù)字方波，與與邏輯電路6進(jìn)行邏輯運(yùn)算后輸入到輸出計(jì)數(shù)器中。

由于斜坡發(fā)生器的積分作用，使輸出的方波反映了模擬信號(hào)一定時(shí)間內(nèi)的平均變化量，該一定時(shí)間的長(zhǎng)度由間隔計(jì)數(shù)器控制，可以是時(shí)鐘輸入端輸入時(shí)鐘信號(hào)周期的整數(shù)倍。

采用上述結(jié)構(gòu)的電路對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行分時(shí)平均化處理，屏蔽了小信號(hào)和雜波干擾，輸出計(jì)數(shù)器將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或輸出。

優(yōu)選的，所述時(shí)鐘輸入端與各個(gè)模塊之間還連接有至少一個(gè)緩沖器。??

如圖1所示，具體的，所述斜坡發(fā)生器為電容8和與電容并聯(lián)的開(kāi)關(guān)器件7，所述開(kāi)關(guān)器件7的控制端，即圖1中MOS管的柵極為斜坡發(fā)生器控制端。

具體的，間隔計(jì)數(shù)器和/或輸出計(jì)數(shù)器為采用分頻級(jí)聯(lián)的觸發(fā)器。采用分頻級(jí)聯(lián)形式的各種觸發(fā)器作為計(jì)數(shù)器是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，可以采用各種觸發(fā)器和各種連接方式實(shí)現(xiàn)不同的時(shí)間周期計(jì)數(shù)。

進(jìn)一步的，所述觸發(fā)器為JK觸發(fā)器。

具體的，所述與邏輯電路6為與門。