CN110912557B - 一种adc多输入信号串扰模型电路 - Google Patents

一种adc多输入信号串扰模型电路 Download PDF

Info

Publication number
CN110912557B
CN110912557B CN201911227228.3A CN201911227228A CN110912557B CN 110912557 B CN110912557 B CN 110912557B CN 201911227228 A CN201911227228 A CN 201911227228A CN 110912557 B CN110912557 B CN 110912557B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
ground
capacitor
crosstalk
input
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201911227228.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110912557A (zh
Inventor
李荣宽
谭杰
吕瑞伟
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.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
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 University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201911227228.3A priority Critical patent/CN110912557B/zh
Publication of CN110912557A publication Critical patent/CN110912557A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110912557B publication Critical patent/CN110912557B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明提出了一种ADC多输入信号串扰模型电路，并给出了电路结构和连接关系，由于两个输入端之间的距离决定耦合电容的电容值以及耦合系数，通过改变两个输入端之间的距离来减小耦合电容的电容值，能减小信号输入端之间的串扰幅值，利用上述模型电路计算出串扰幅值对应的信号输入端之间距离，然后将信号输入端之间不同距离对应的串扰幅值测试结果进行曲线拟合并得到拟合公式，根据串扰幅值指标要求，使用得到的拟合公式计算出对应的信号输入端之间的距离。由于本发明使用一个ADC设计提高了三维加速度的集成度，减小了芯片的设计面积；同时根据本发明的串扰模型电路拟合图可以快速地确定信号输入端之间的最佳距离，提高了电路的设计效率。

Description

一种ADC多输入信号串扰模型电路
技术领域
本发明涉及信号串扰领域，尤其涉及一种ADC多输入信号串扰模型电路。
背景技术
加速度计是一种测量加速度的惯性传感器，广泛运用在航天器导航、导弹制导、汽车自动驾驶等领域。模数转换器(ADC)是一种将模拟信号转换成数字信号的器件，在加速度计中发挥着非常关键的作用。三维加速度计通常使用三个模数转换器(ADC)分别对各维度的加速度信号进行采样，然后转换为数字信号。由于采用三个ADC会占用很大的芯片面积，不利于三维加速度计的集成，因此使用一个ADC在不同时间段分别对三个维度的加速度信号进行采样能节省芯片面积。然而三个维度的加速度信号在ADC输入端存在串扰，如果在设计中没有考虑就会使得输出信号不正确。
发明内容
本发明针对上述多路信号在ADC输入端发生串扰的问题提出了一种ADC多输入信号串扰模型电路。
所述ADC多输入信号串扰模型电路结构包含电容C1、C2、Ct1、Ck1、Ck2、Ck3与Ck4，电阻R1、R2、RL1与RL2，采样开关K1与K2；其中电容C1是信号输入端VinA与地之间的寄生电容，电容C2是信号输入端VinB与地之间的寄生电容；电阻R1是信号输入端VinA与地之间的寄生漏电阻，电阻R2是信号输入端VinB与地之间的寄生漏电阻；电容Ct1是信号输入端VinA与信号输入端VinB之间的寄生串扰电容；电阻RL1是信号输入端Vin A的寄生导线电阻，电阻RL2是信号输入端VinB的寄生导线电阻；电容Ck1是采样开关K1的一端与地之间的寄生电容，电容Ck2是采样开关K1的另一端与地之间的寄生电容，电容Ck3是采样开关K2的一端与地之间的寄生电容，电容Ck4是采样开关K2的另一端与地之间的寄生电容；采样开关K1和采样开关K2不能同时闭合；
信号输入端VinA连接电容C1的一端、电阻R1的一端、电容Ct1的一端和电阻RL1的一端，电容C1的另一端连接地，电阻R1的另一端连接地；信号输入端VinB连接电容C2的一端、电阻R2的一端、电容Ct1的另一端和电阻RL2的一端，电容C2的另一端连接地，电阻R2的另一端连接地；电阻RL1的另一端连接电容Ck1的一端和采样开关K1的一端，电容Ck1的另一端连接地；电阻RL2的另一端连接电容Ck3的一端和采样开关K2的一端，电容Ck3的另一端连接地；采样开关K1的另一端连接电容Ck2的一端、电容Ck4的一端、采样开关K2的另一端和ADC输入端，电容Ck2的另一端连接地，电容Ck4的另一端连接地。
本发明提出的一种ADC多输入信号串扰模型电路，解决了多路采样信号在ADC输入端发生串扰的问题。本发明建立了信号输入端之间的串扰模型，根据串扰幅值、信号频率与距离的拟合图可以近似地判断信号输入端之间的最佳距离范围，然后通过模型仿真能够快速地确定信号输入端之间的最佳距离，提高了电路的设计效率。与使用三个ADC分别对各维加速度信号进行采样相比，本发明的优点：(1)使用一个ADC设计提高了三维加速度的集成度，减小了芯片的设计面积；(2)根据本发明的串扰模型拟合图可以快速地确定信号输入端之间的最佳距离，提高了电路的设计效率。
附图说明
图1为本发明ADC多输入信号串扰模型电路图
图2为本发明ADC多输入信号串扰模型电路的计算结果示意图
图3为串扰幅值Y(信号的频率为1kHz)与距离L的拟合曲线图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本发明为一种ADC多输入信号串扰模型电路，该电路包含电容【C1】、【C2】、【Ct1】、【Ck1】、【Ck2】、【Ck3】与【Ck4】，电阻【R1】、【R2】、【RL1】与【RL2】，采样开关【K1】与【K2】(采样开关可以用MOSFET等来实现)。其中电容【C1】是信号输入端【VinA】与地之间的寄生电容，电容【C2】是信号输入端【VinB】与地之间的寄生电容。电阻【R1】是信号输入端【VinA】与地之间的寄生漏电阻，电阻【R2】是信号输入端【VinB】与地之间的寄生漏电阻。电容【Ct1】是信号输入端【VinA】与信号输入端【VinB】之间的寄生串扰电容。电阻【RL1】是信号输入端【VinA】的寄生导线电阻，电阻【RL2】是信号输入端【VinB】的寄生导线电阻。电容【Ck1】是采样开关【K1】的一端与地之间的寄生电容，电容【Ck2】是采样开关【K1】的另一端与地之间的寄生电容，电容【Ck3】是采样开关【K2】的一端与地之间的寄生电容，电容【Ck4】是采样开关【K2】的另一端与地之间的寄生电容。采样开关【K1】和采样开关【K2】不能同时闭合。
信号输入端【VinA】连接电容【C1】的一端、电阻【R1】的一端、电容【Ct1】的一端和电阻【RL1】的一端，电容【C1】的另一端连接地，电阻【R1】的另一端连接地。信号输入端【VinB】连接电容【C2】的一端、电阻【R2】的一端、电容【Ct1】的另一端和电阻【RL2】的一端，电容【C2】的另一端连接地，电阻【R2】的另一端连接地。电阻【RL1】的另一端连接电容【Ck1】的一端和采样开关【K1】的一端，电容【Ck1】的另一端连接地。电阻【RL2】的另一端连接电容【Ck3】的一端和采样开关【K2】的一端，电容【Ck3】的另一端连接地。采样开关【K1】的另一端连接电容【Ck2】的一端、电容【Ck4】的一端、采样开关【K2】的另一端和【ADC输入端】，电容【Ck2】的另一端连接地，电容【Ck4】的另一端连接地。
多输入信号串扰模型电路的功能如图1所示，闭合采样开关【K1】后，再断开采样开关【K2】，输入端【VinA】的信号与通过电容【Ct1】耦合过来发生串扰的输入端【VinB】的信号经过电阻【RL1】和采样开关【K1】输出至【ADC输入端】。由于输入端【VinA】与输入端【VinB】之间的距离决定耦合电容【Ct1】的电容值以及耦合系数，因此通过改变输入端【VinA】与输入端【VinB】之间的距离来减小耦合电容【Ct1】的电容值，就能减小信号输入端之间的串扰幅值。利用这个模型方法计算出串扰幅值对应的信号输入端之间距离，然后将测试结果进行曲线拟合并得到拟合公式。根据串扰幅值指标要求，使用得到的拟合公式就能计算出对应的信号输入端之间的距离。
在本发明的实施例中，针对多路信号在ADC的输入端发生串扰问题发明了一种ADC多输入信号串扰模型电路。在串扰模型电路(如图1所示)的输入端【VinA】和输入端【VinB】分别输入信号幅度为Vin＝500mV，频率范围为1Hz至100kHz的扫频信号，闭合采样开关【K1】，断开采样开关【K2】，此时，输入端【VinA】的信号与通过电容【Ct1】耦合过来发生串扰的输入端【VinB】的信号经过电阻【RL1】和采样开关【K1】输出至【ADC输入端】。图2显示对不同输入端之间距离和信号频率范围为1Hz至100kHz计算出来的串扰幅值结果。从图2的1Hz至100kHz频率范围中抽取出1kHz时输入端之间距离对应的串扰幅值，然后对其进行拟合。图3显示所得到的拟合曲线和拟合公式【L＝0.023e^(-0.116Y)】，其中，L表示信号输入端之间的距离，Y表示串扰幅值，根据串扰幅值指标小于-60dB的要求，使用该拟合公式计算出串扰幅值对应的信号输入端之间的距离为L＝24.234um。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围。凡采用等同替换或等效替换，这些变化是显而易见，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (5)

1.一种ADC多输入信号串扰模型电路，其特征在于，该电路结构包含电容C1、C2、Ct1、Ck1、Ck2、Ck3与Ck4，电阻R1、R2、RL1与RL2，采样开关K1与K2；其中电容C1是信号输入端VinA与地之间的寄生电容，电容C2是信号输入端VinB与地之间的寄生电容；电阻R1是信号输入端VinA与地之间的寄生漏电阻，电阻R2是信号输入端VinB与地之间的寄生漏电阻；电容Ct1是信号输入端VinA与信号输入端VinB之间的寄生串扰电容；电阻RL1是信号输入端VinA的寄生导线电阻，电阻RL2是信号输入端VinB的寄生导线电阻；电容Ck1是采样开关K1的一端与地之间的寄生电容，电容Ck2是采样开关K1的另一端与地之间的寄生电容，电容Ck3是采样开关K2的一端与地之间的寄生电容，电容Ck4是采样开关K2的另一端与地之间的寄生电容；采样开关K1和采样开关K2不能同时闭合；
信号输入端VinA连接电容C1的一端、电阻R1的一端、电容Ct1的一端和电阻RL1的一端，电容C1的另一端连接地，电阻R1的另一端连接地；信号输入端VinB连接电容C2的一端、电阻R2的一端、电容Ct1的另一端和电阻RL2的一端，电容C2的另一端连接地，电阻R2的另一端连接地；电阻RL1的另一端连接电容Ck1的一端和采样开关K1的一端，电容Ck1的另一端连接地；电阻RL2的另一端连接电容Ck3的一端和采样开关K2的一端，电容Ck3的另一端连接地；采样开关K1的另一端连接电容Ck2的一端、电容Ck4的一端、采样开关K2的另一端和ADC输入端，电容Ck2的另一端连接地，电容Ck4的另一端连接地。
2.根据权利要求1所述的ADC多输入信号串扰模型电路，其特征在于，所述ADC多输入信号串扰模型电路的功能为：闭合采样开关K1后，再断开采样开关K2，输入端VinA的信号与通过电容Ct1耦合过来发生串扰的输入端VinB的信号经过电阻RL1和采样开关K1输出至ADC输入端；利用所述ADC多输入信号串扰模型电路计算出串扰幅值对应的信号输入端之间距离，然后将信号输入端之间不同距离对应的串扰幅值测试结果进行曲线拟合并得到拟合公式；根据串扰幅值指标要求，使用得到的拟合公式就能计算出对应的信号输入端之间的距离。
3.根据权利要求1所述的ADC多输入信号串扰模型电路，其特征在于，所述采样开关K1与K2采用MOSFET实现。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的ADC多输入信号串扰模型电路，其特征在于，在所述输入端VinA和所述输入端VinB分别输入的信号幅度为Vin＝500mV，信号频率范围为1Hz至100kHz。
5.根据权利要求4所述的ADC多输入信号串扰模型电路，其特征在于，从1Hz至100kHz的信号频率范围中抽取出1kHz时输入端之间距离对应的串扰幅值，然后对其进行拟合，所得到的拟合公式为L＝0.023e^(-0.116Y)，其中，L表示信号输入端之间的距离，Y表示串扰幅值，根据串扰幅值指标小于-60dB的要求，使用该拟合公式计算出串扰幅值对应的信号输入端之间的距离为L＝24.234um。
CN201911227228.3A 2019-12-04 2019-12-04 一种adc多输入信号串扰模型电路 Expired - Fee Related CN110912557B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911227228.3A CN110912557B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种adc多输入信号串扰模型电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911227228.3A CN110912557B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种adc多输入信号串扰模型电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110912557A CN110912557A (zh) 2020-03-24
CN110912557B true CN110912557B (zh) 2022-06-03

Family

ID=69822125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911227228.3A Expired - Fee Related CN110912557B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种adc多输入信号串扰模型电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110912557B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030609B (zh) * 2021-02-25 2023-03-14 长鑫存储技术有限公司 串扰效应测试方法、电路和装置
US11860222B2 (en) 2021-02-25 2024-01-02 Changxin Memory Technologies, Inc. Method, circuit and apparatus for testing crosstalk effect

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0973305A1 (en) * 1997-03-31 2000-01-19 Hitachi, Ltd. Modem using capacitive insulating barrier, insulating coupler, and integrated circuit used in the modem
CN102096079A (zh) * 2009-12-12 2011-06-15 杭州中科微电子有限公司 一种多模式多频段卫星导航接收机射频前端构成方法及其模块
CN103023504A (zh) * 2012-12-18 2013-04-03 中国科学院微电子研究所 一种逐次逼近型adc版图结构
CN103051289A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 清华大学深圳研究生院 低时钟串扰的预放大器、动态比较器及电路
CN103825616A (zh) * 2014-01-15 2014-05-28 厦门优迅高速芯片有限公司 一种自举时钟采样开关的时钟馈通补偿方法与电路
CN108780799A (zh) * 2016-03-24 2018-11-09 索尼公司 图像拾取装置和电子设备
CN109540290A (zh) * 2019-01-10 2019-03-29 中国科学院上海技术物理研究所 一种四采样低噪声cmos探测器读出电路
CN208985251U (zh) * 2018-11-01 2019-06-14 浙江星星冷链集成股份有限公司 一种基于无人售货柜的人体环境光检测系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1371200B1 (en) * 2001-03-01 2011-10-12 Broadcom Corporation Compensation of distortion due to channel and to receiver, in a parallel transmission system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0973305A1 (en) * 1997-03-31 2000-01-19 Hitachi, Ltd. Modem using capacitive insulating barrier, insulating coupler, and integrated circuit used in the modem
CN102096079A (zh) * 2009-12-12 2011-06-15 杭州中科微电子有限公司 一种多模式多频段卫星导航接收机射频前端构成方法及其模块
CN103023504A (zh) * 2012-12-18 2013-04-03 中国科学院微电子研究所 一种逐次逼近型adc版图结构
CN103051289A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 清华大学深圳研究生院 低时钟串扰的预放大器、动态比较器及电路
CN103825616A (zh) * 2014-01-15 2014-05-28 厦门优迅高速芯片有限公司 一种自举时钟采样开关的时钟馈通补偿方法与电路
CN108780799A (zh) * 2016-03-24 2018-11-09 索尼公司 图像拾取装置和电子设备
CN208985251U (zh) * 2018-11-01 2019-06-14 浙江星星冷链集成股份有限公司 一种基于无人售货柜的人体环境光检测系统
CN109540290A (zh) * 2019-01-10 2019-03-29 中国科学院上海技术物理研究所 一种四采样低噪声cmos探测器读出电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Development of large-area quadrant silicon detector for charged particles;Pengfei Bao等;《Chinese Physics C》;20141215(第12期);254-258 *
一种带有插值滤波器的8位650MHz采样速率数字模拟转换器;哈钱钱等;《固体电子学研究与进展》;20120304;311-315 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110912557A (zh) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110912557B (zh) 一种adc多输入信号串扰模型电路
EP3410129B1 (en) Sensor device and method for continuous fault monitoring of sensor device
CN101788609B (zh) 电阻值测量方法及装置、电容值测量方法及装置
EP3640779B1 (en) Capacitance detection circuit, touch chip and electronic device
CN108693400B (zh) 一种双斜分数阶积分式模数转换器
CN208506138U (zh) 电容检测电路、触摸检测装置和终端设备
CN105046194A (zh) 一种包含积分器的电容指纹传感器
CN109496273A (zh) 电容检测电路、触摸检测装置和终端设备
US10161765B2 (en) Capacitive sensor, the associated evaluation circuit and actuator for a motor vehicle
CN100592634C (zh) 信号幅度区间划分的电荷重分配逐次逼近a/d转换器
WO2016056889A1 (en) A successive approximation analog to digital converter and method for calibrating thereof
CN101750054B (zh) 一种基于dsp的挠性陀螺数字再平衡装置
CN102299716A (zh) 取样保持电路及其触控感测装置
Mohan et al. Digital converter for differential capacitive sensors
CN110912545A (zh) 低输入信号串扰多路时分复用sar adc电路系统
Ouh et al. A programmable mutual capacitance sensing circuit for a large-sized touch panel
CN105024699A (zh) 基于开关电容反馈数模转换的双坡积分模数转换器
CN100458864C (zh) 提高微弱信号采集精度的方法与电路
CN101832788A (zh) 一种采用斩波稳定技术的电容连续时间读出电路
CN102809671A (zh) 加速度传感器的单片闭环集成电路
JP2019002923A (ja) 容量性加速度センサーのためのインタフェース回路
CN111413539A (zh) 双电流传感器实现宽范围高精度电流检测电路及检测方法
CN112313611B (zh) 一种电容检测电路、电容检测方法、触控芯片以及电子设备
CN113507287A (zh) 采样保持电路及具有该电路的电子装置
US20140000364A1 (en) Hybrid analog to digital converter and sensing apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220603