CN102832940A - 一种用于电流输入adc的前端电路 - Google Patents

一种用于电流输入adc的前端电路 Download PDF

Info

Publication number
CN102832940A
CN102832940A CN2012103435947A CN201210343594A CN102832940A CN 102832940 A CN102832940 A CN 102832940A CN 2012103435947 A CN2012103435947 A CN 2012103435947A CN 201210343594 A CN201210343594 A CN 201210343594A CN 102832940 A CN102832940 A CN 102832940A
Authority
CN
China
Prior art keywords
discharge
integrator
adc
voltage
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103435947A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102832940B (zh
Inventor
许科峰
郭建军
陈克恭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU CORNERSTONE SEMICONDUCTOR Co
Original Assignee
JIANGSU CORNERSTONE SEMICONDUCTOR Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU CORNERSTONE SEMICONDUCTOR Co filed Critical JIANGSU CORNERSTONE SEMICONDUCTOR Co
Priority to CN201210343594.7A priority Critical patent/CN102832940B/zh
Publication of CN102832940A publication Critical patent/CN102832940A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102832940B publication Critical patent/CN102832940B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

本发明揭示了一种用于电流输入ADC的前端电路，该ADC与电流输入端之间设有一个积分器，该积分器具有积分电容。特别地，该前端电路基于积分器还包括检测模块和放电模块两部分的过流放电电路，其中检测模块至少为一个电压比较器，检测模块的一个输入端连至积分器的电压输出端V1，另一个输入端为积分器的门限电压Vthr，给放电模块至少包括一个放电电容Cdis，放电电容Cdis一侧的电极板连至积分电容的正极板X1，另一侧的电极板连至参考电压端，电路中放电电压Vf=△V＊Cdis/Cint，其中△V为参考电压端的压降。本发明在积分器容量限制下显著提高了电流输入ADC的输入动态范围，解决了积分器扩容对芯片内面积占据的压力；同时为简化后接ADC的设计提供了行之有效的解决方案。

Description

一种用于电流输入ADC的前端电路
技术领域
本发明涉及一种集成电路设计，尤其涉及一种用于光电二极管传感器、X光探测器或CT扫描系统等的电流输入ADC的前端电路设计。
背景技术
在集成电路设计中，当ADC的输入是电流的时候，需要用积分器把电流转化成电压，而当输入的电流和持续时间乘积过大时，会使积分器饱和。而加大积分电容可以解决这个问题，但是加大积分电容有两个缺点：一方面，大的电容在IC中，会要花费很大的面积；另一方面，大的电容也会限制积分器的速度。
如图1所示，是传统电流输入ADC的架构示意图。其中电流输入Iin与ADC之间就是一个电流转电压的积分器。该积分器包括有一个积分电容Cint和三个用于控制积分/采样三个相位通断的重置开关PH1～PH3。积分器送出的电压会作为后段ADC的输入。该积分器的输出电压由输入电流、积分时间和积分电容决定，而输入电流和积分时间是由系统和应用决定的。所以通常是通过调节Cint的值来控制积分器不饱和程度的。但是采用较大的积分电容Cint需要付出大的芯片面积和降低速度的代价。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种用于电流输入ADC的前端电路，主要针对输入电流和积分周期超过积分器的饱和电压范围的ADC前端设计，一方面解决在不加大积分电容的情况下，可以支持大的电流输入，另一方面也可以完成ADC的高几个bit的转换，从而简化后接ADC的设计。
为实现上述本发明的目的，其技术解决方案为：用于电流输入ADC的前端电路，所述ADC与电流输入端Iin之间设有一个用于把电流转化成电压的积分器，所述积分器具有积分电容Cint和用于控制积分/采样三个相位通断的重置开关PH1～PH3，其特征在于：所述前端电路为包括检测模块和放电模块两部分的过流放电电路，其中所述检测模块至少为一个电压比较器，检测模块的一个输入端连至积分器的电压输出端V1，另一个输入端为积分器的门限电压Vthr，所述放电模块至少包括一个放电电容Cdis，放电电容Cdis一侧的电极板连至积分电容的正极板X1，另一侧的电极板连至参考电压端，所述过流放电电路的放电电压满足：放电电压Vf=△V＊Cdis/Cint，其中△V为参考电压端的压降。
进一步地，所述电压比较器的输出取反连至一个计数器，所述计数器用于将一个积分周期内的放电次数二进制转化为ADC输出的高Mbit。
进一步地，所述ADC与前端电路之间设有采样保持电容C_samp。
本发明技术方案的应用，其较之于传统ADC的前端电路所具有的显著优点体现为：在积分器容量限制下显著提高了电流输入ADC的输入动态范围，解决了积分器扩容对芯片内面积占据的压力；同时还可以完成ADC高bit转换，为简化后接ADC的设计提供了行之有效的解决方案。
附图说明
图1是传统电流输入ADC前端设计的架构示意图。
图2是本发明电流输入ADC新型前端设计的架构示意图。
具体实施方式
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
如图2所示，本发明前端电路是在传统电流输入ADC前端设计的架构基础上，增加了一个过流放电电路，该电路会通过对积分器输出电压的检测，当积分器输出要超过门限电压Vthr，会对积分电容左极板放电，从而使积分器不会超过正常工作范围。其中门限电压Vthr为积分器进行放电的预设门限。该过流放电电路包括检测模块和放电模块两部分，其中检测模块至少为一个电压比较器，电压比较器CMP的一个输入端连至积分器的电压输出端V1，另一个输入端为积分器的门限电压Vthr，电压比较器CMP输出一检测判定值。再来看放电模块其至少包括一个放电电容Cdis，放电电容Cdis一侧的电极板连至积分电容的正极板X1，另一侧的电极板连至参考电压端。该参考电压端具有参考电压V2、V3，放电模块每次的放电电压由参考电压V2、V3和放电电容Cdis确定，其关系式满足：Vf=△V＊Cdis/Cint。其中△V（即V2-V3）为参考电压端的压降，Cdis/Cint为放电电容与积分电容的容量大小比值。图示中，电压比较器CMP具有一输出端EN，并且经反相器后的输出端为ENB。
根据电压比较器CMP的检测结果，改变输出端EN及其取反输出端ENB的信号状态，以此驱动放电模块的放电电容Cdis进行实施放电。以此实现ADC前端的高动态范围设计。
如图2所示，还可以看到电压比较器的输出还取反连至一个计数器Counter，该计数器用于将一个积分周期内的放电次数二进制转化为ADC输出的高Mbit。而余数会送到ADC，如果ADC是Nbit，那最终的输出就是（M+N）bit。从而为简化后接ADC的设计提供了行之有效的解决方案。
通过以上关于电路结构及功能实现的实例描述可见，应用本发明的前端电路设计，在积分器容量限制下显著提高了电流输入ADC的输入动态范围，解决了积分器扩容对芯片内面积占据的压力。

Claims (3)

1.一种用于电流输入ADC的前端电路，所述ADC与电流输入端Iin之间设有一个用于把电流转化成电压的积分器，所述积分器具有积分电容Cint和用于控制积分/采样三个相位通断的重置开关PH1～PH3，其特征在于：所述前端电路为包括检测模块和放电模块两部分的过流放电电路，其中所述检测模块至少为一个电压比较器，检测模块的一个输入端连至积分器的电压输出端V1，另一个输入端为积分器的门限电压Vthr，所述放电模块至少包括一个放电电容Cdis，放电电容Cdis一侧的电极板连至积分电容的正极板X1，另一侧的电极板连至参考电压端，所述过流放电电路的放电电压满足：放电电压Vf=△V＊Cdis/Cint，其中△V为参考电压端的压降。
2.如权利要求1所述的一种用于电流输入ADC的前端电路，其特征在于：所述电压比较器的输出取反连至一个计数器，所述计数器用于将一个积分周期内的放电次数二进制转化为ADC输出的高Mbit。
3.如权利要求1所述的一种用于电流输入ADC的前端电路，其特征在于：所述ADC与前端电路之间设有采样保持电容C_samp。
CN201210343594.7A 2012-09-17 2012-09-17 一种用于电流输入adc的前端电路 Active CN102832940B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210343594.7A CN102832940B (zh) 2012-09-17 2012-09-17 一种用于电流输入adc的前端电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210343594.7A CN102832940B (zh) 2012-09-17 2012-09-17 一种用于电流输入adc的前端电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102832940A true CN102832940A (zh) 2012-12-19
CN102832940B CN102832940B (zh) 2015-05-06

Family

ID=47335930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210343594.7A Active CN102832940B (zh) 2012-09-17 2012-09-17 一种用于电流输入adc的前端电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102832940B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030053587A1 (en) * 2001-08-21 2003-03-20 Nikolaus Demharter CT-data pick-up
CN1981444A (zh) * 2004-05-07 2007-06-13 恩德莱斯和豪瑟尔韦泽两合公司 用于测量电压的模/数转换的装置
CN101477152A (zh) * 2008-12-24 2009-07-08 北京希格玛和芯微电子技术有限公司 一种电容检测装置及方法
CN101604972A (zh) * 2008-06-10 2009-12-16 三星电子株式会社 模数转换器
CN101943716A (zh) * 2009-07-09 2011-01-12 联咏科技股份有限公司 电容值测量电路与方法
CN202889330U (zh) * 2012-09-17 2013-04-17 江苏国石半导体有限公司 用于电流输入adc的前端电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030053587A1 (en) * 2001-08-21 2003-03-20 Nikolaus Demharter CT-data pick-up
CN1981444A (zh) * 2004-05-07 2007-06-13 恩德莱斯和豪瑟尔韦泽两合公司 用于测量电压的模/数转换的装置
CN101604972A (zh) * 2008-06-10 2009-12-16 三星电子株式会社 模数转换器
CN101477152A (zh) * 2008-12-24 2009-07-08 北京希格玛和芯微电子技术有限公司 一种电容检测装置及方法
CN101943716A (zh) * 2009-07-09 2011-01-12 联咏科技股份有限公司 电容值测量电路与方法
CN202889330U (zh) * 2012-09-17 2013-04-17 江苏国石半导体有限公司 用于电流输入adc的前端电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN102832940B (zh) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104201871B (zh) 基于fpga的高压串联igbt门极驱动单元及方法
CN103023463B (zh) 一种斜坡信号生成电路及斜坡信号发生器
CN203039657U (zh) 一种igbt缓冲电路
CN104113211A (zh) 一种应用于能量获取系统的低功耗迟滞电压检测电路
CN103219893A (zh) 开关电源控制器以及开关电源电路
CN102435828B (zh) 一种隔离式线电压过零检测电路
CN102751696A (zh) 延迟时间可调的芯片过流保护电路
CN202889330U (zh) 用于电流输入adc的前端电路
CN201426083Y (zh) 一种锯齿波信号控制电路及开关电源
CN102832940B (zh) 一种用于电流输入adc的前端电路
CN203039562U (zh) 一种基于栅极控制的串联igbt均压电路
CN108448538A (zh) 一种过压保护电路及其方法
CN204271892U (zh) 一种负载侧控制igbt串联均压电路
CN207939231U (zh) 一种智能控制电源放电的系统
CN110350902A (zh) 一种防误操作电路及防误操作装置
TWI756830B (zh) 雙斜率光感測器
CN206250994U (zh) 一种ac‑dc供电电路
CN103326327A (zh) 浮充充电器过流保护电路
CN204258601U (zh) 一种igbt串联均压电路
CN209896901U (zh) 一种稳定开关电路输出电压的电路
CN104330997A (zh) 延时控制电路和延时控制系统
CN207339651U (zh) 一种apd高压电源发生装置
CN207939194U (zh) 一种过压保护电路
CN102931964B (zh) 开机控制电路
CN204258603U (zh) 一种负载侧控制串联igbt均压电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant