[發明專利]開關電容電路及其操作方法和集成電路

有效

• 申請號: 201711386215.1
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108206700B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·賴因德爾;彼得·博格納;邁克爾·克羅普菲奇
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;杜誠

公開了一種開關電容電路及其操作方法和集成電路。根據一個實施例，操作開關電容電路的方法包括：使用具有耦接至開關電容電路的輸入節點的輸入端和耦接至電容器的輸出端的電壓緩沖器對電容器進行預充電；將輸入節點耦接至電容器，其中，在電容器上收集第一電荷；以及使用積分器對第一電荷進行積分。

技術領域

本發明總體上涉及電子電路，更具體地，涉及用于開關電容電路的系統和方法。

背景技術

在許多電子應用中通常使用模數轉換器，以將模擬信號轉換為數字信號。在現實世界中，大多數數據或信號由模擬信號——例如溫度、聲音、光、壓力等——來表征。通過ADC將在時間和幅度上連續的這些模擬信號轉換成相對于時間離散并且相對于幅度被量化的數字信號。ADC架構基于最終應用、成本、速度和分辨率而變化。各種類型的ADC包括例如閃存ADC、Delta-sigmaADC，逐次逼近型ADC和雙斜率ADC。

正越來越多地使用ADC的一個常見應用是機動車輛行業。例如，可以使用ADC來數字化機動車輛內的各種傳感器(例如在機動車輛的發動機系統、傳動系統和排氣系統內使用的壓力傳感器、溫度傳感器、加速度計和位置傳感器)提供的模擬信號。通常，這些傳感器利用汽車底盤內的長電感布線而連接至發動機控制器的ADC。這些電線的長度以及它們與發電機電氣和機械干擾的接近度使得它們易于耦合高電壓瞬變，高電壓瞬變可能潛在地損壞與電線連接的集成ADC內的敏感電路。為了防止對敏感電子部件的損壞，可以使用各種保護器件，例如電阻器、二極管和晶體管，以便抑制高電壓和電流。然而，這些附加的保護部件可能會損害ADC的精度和工作。

發明內容

根據一個實施例，一種操作開關電容電路的方法包括：使用具有耦接至開關電容電路的輸入節點的輸入端和耦接至電容器的輸出端的電壓緩沖器對電容器進行預充電；將輸入節點耦接至電容器，其中，在電容器上收集第一電荷；以及使用積分器對第一電荷進行積分。

附圖說明

為了更全面地理解本發明及其優點，現在參考以下結合附圖進行的描述，在附圖中：

圖1示出了基于微控制器的電子系統100的框圖；

圖2a示出了根據一個實施例的開關電容積分器的示意圖，圖2b示出了伴隨的波形圖，并且圖2c示出了開關電容積分器的根據一個實施例的電壓緩沖器；

圖3a和3b示出了根據另一實施例的開關電容積分器的示意圖；

圖4示出了根據一個實施例的時鐘發生電路的示意圖；

圖5示出了根據一個實施例的方法的框圖；以及

圖6示出了根據一個實施例的ΣΔ模數轉換器的框圖。

除非另有說明，否則不同圖中的相應數字和符號通常指相應的部分。附圖被繪制成清楚地說明優選實施例的相關方面，而不一定是按比例繪制的。為了更清楚地說明某些實施例，指示相同結構、材料或工藝步驟的變型的字母可以跟隨在圖號之后。

具體實施方式

以下將詳細討論所公開的實施例的實現和使用。然而，應當理解，本發明提供可以在各種各樣的特定環境中體現的許多適用的發明構思。所討論的特定實施例僅僅是實現和使用本發明的特定方式的說明，而不限制本發明的范圍。

將針對特定環境中的優選實施例(過采樣數據轉換器中使用的開關電容電路)來描述本公開的實施例。本公開的實施例還可以應用于利用諸如傳感器和麥克風接口的開關電容電路的各種系統。