[發(fā)明專利]一種高精度電壓檢測電路及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310461129.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN103499733A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙野;周玉梅;黑勇;王洪祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G01R19/25
• 分類號(hào): G01R19/25
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

1.一種高精度電壓檢測電路，其特征在于，包括：

調(diào)制器，用以接收待檢測電壓以及基準(zhǔn)電壓，并輸出調(diào)制方波信號(hào)，所述調(diào)制方波信號(hào)的占空比為所述待檢測電壓與所述基準(zhǔn)電壓的比例；

計(jì)數(shù)器和分頻器模塊，用以接收所述調(diào)制器輸出的調(diào)制方波信號(hào)，將所述調(diào)制方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼輸出的同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)相互交錯(cuò)的反饋控制信號(hào)，所述反饋控制信號(hào)輸出給所述調(diào)制器；

MCU處理模塊，接收所述計(jì)數(shù)器和分頻器模塊輸出的數(shù)字碼，并根據(jù)所述數(shù)字碼計(jì)算出待檢測電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度電壓檢測電路，其特征在于，所述電壓檢測電路還包括：

基準(zhǔn)和偏置電路，用于輔助調(diào)制器，給所述調(diào)制器提供所需的基準(zhǔn)電壓和偏置電壓；

控制時(shí)鐘模塊，用于給所述計(jì)數(shù)器和分頻器模塊提供所需的高頻時(shí)鐘信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度電壓檢測電路，其特征在于，所述調(diào)制器為一階∑-Δ調(diào)制器，包括斬波運(yùn)算放大器、N管輸入比較器、P管輸入比較器、RS型觸發(fā)器、采樣開關(guān)、電阻和電容，所述斬波運(yùn)算放大器用于接收所述基準(zhǔn)電壓以及待檢測電壓，所述N管輸入比較器與所述P管輸入比較器產(chǎn)生監(jiān)視所述電容充放電的閥值電壓，所述N管輸入比較器的輸出端與所述P管輸入比較器的輸出端分別連接所述RS型觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端，所述RS型觸發(fā)器的輸出反饋信號(hào)控制所述采樣開關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度電壓檢測電路，其特征在于，所述斬波運(yùn)算放大器的正向輸入端接所述基準(zhǔn)電壓，所述斬波運(yùn)算放大器的反向輸入端通過所述電阻接所述待檢測電壓，所述待檢測電壓與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端之間設(shè)有采樣開關(guān)以及電阻，所述斬波運(yùn)算放大器的輸出端與所述運(yùn)算放大器的反向輸入端之間跨接有電容，所述斬波運(yùn)算放大器的輸出端同時(shí)連接所述N管輸入比較器和所述P管輸入比較器，所述N管輸入比較器的輸出端與所述P管輸入比較器的輸出端分別連接所述RS型觸發(fā)器的兩個(gè)輸入端，所述RS型觸發(fā)器的輸出端輸出反饋信號(hào)控制所述采樣開關(guān)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度電壓檢測電路，其特征在于，所述斬波運(yùn)算放大器包括三個(gè)斬波開關(guān)，其中一個(gè)輸入斬波開關(guān)和兩個(gè)輸出斬波開關(guān)，所述交錯(cuò)的反饋控制信號(hào)控制所述斬波開關(guān)，每個(gè)斬波開關(guān)的輸出端設(shè)有一個(gè)折疊結(jié)構(gòu)的共源共柵放大器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高精度電壓檢測電路，其特征在于，所述斬波開關(guān)由四個(gè)反向非交疊時(shí)鐘控制的四個(gè)傳輸門構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度電壓檢測電路，其特征在于，所述計(jì)數(shù)器和分頻器模塊包括第一計(jì)數(shù)器、第二計(jì)數(shù)器和除法器，所述第一計(jì)數(shù)器與第二計(jì)數(shù)器接收所述調(diào)制器輸出的調(diào)制方波信號(hào)，并輸出所述調(diào)制方波信號(hào)的高低電平的保持時(shí)間給所述除法器，所述除法器以數(shù)字碼形式輸出所述調(diào)制方波信號(hào)的高低電平的占空比給所述MCU處理模塊。

8.一種電壓檢測方法，其特征在于，包括：

通過調(diào)制器將待檢測電壓與基準(zhǔn)電壓的比值調(diào)制為調(diào)制方波信號(hào)；

通過計(jì)數(shù)器和分頻器將所述調(diào)制方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼；

通過MCU處理模塊計(jì)算出待測電壓的值。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓檢測方法，其特征在于，所述通過計(jì)數(shù)器和分頻器將所述調(diào)制方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼包括：

通過計(jì)數(shù)器計(jì)算調(diào)制方波信號(hào)的高電平保持時(shí)間和低電平保持時(shí)間；

通過除法器將高電平保持時(shí)間和低電平保持時(shí)間的比值，輸出數(shù)字碼。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓檢測方法，其特征在于，所述通過計(jì)數(shù)器和分頻器將所述調(diào)制方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼時(shí)，所述計(jì)數(shù)器與分頻器產(chǎn)生交錯(cuò)控制反饋信號(hào)給所述調(diào)制器。