CN113890539A

CN113890539A - 用于adc模块的多通道模拟输入电路

Info

Publication number: CN113890539A
Application number: CN202111483869.2A
Authority: CN
Inventors: 鲁翔; 李炜
Original assignee: Shenzhen Apt Microelectronics Co ltd
Current assignee: Shenzhen Apt Microelectronics Co ltd
Priority date: 2021-12-07
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2022-01-04
Anticipated expiration: 2041-12-07
Also published as: CN113890539B

Abstract

本发明涉及用于ADC模块的多通道模拟输入电路，包括多个扩展引脚模块、多个传统引脚模块和模拟总线，多个扩展引脚模块之间通过单线级联的方式连接，多个扩展引脚模块通过模拟总线连接至ADC模块，每个扩展引脚模块在对应的配置信号的控制下，将ADC信号输入到ADC模块；由此，可以实现通过单导线方式连接将所有扩展引脚模块的输出端连接至同一模拟总线，在级联控制线的控制下，可以实现同一个时间，只有一个扩展引脚模块的输出端连接至模拟总线，由此，可以减少模拟绕线面积和降低不同通道线间串扰，自动隔离未选通的模拟通路。

Description

用于ADC模块的多通道模拟输入电路

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，更特别地，涉及一种用于ADC模块的多通道模拟输入电路。

背景技术

图1所示为传统的带多路ADC模拟通道输入SOC的布局，如图1所示，带有ADC-IN功能的PAD（1-1、1-2、......1-n）各自通过模拟通道直接与ADC模块连接，因此，这种连接方式存在以下问题：多个模拟通道平行走线，存在多个通道间信号由于串扰引入干扰的问题，容易导致采样数据不准确；距离ADC模块较远的PAD，绕线需要额外增加隔离，以减少干扰；在通道数很多的情况下，由于走线很多，消耗面积；PAD信号直接进入ADC模块，当某个PAD没有选通ADCIN功能时，电器上仍旧存在传导通道，所以外部干扰可以进入ADC内部，影响ADC工作精度。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种用于ADC模块的多通道模拟输入电路，连接于ADC模块，用于将ADC信号输入到所述ADC模块，包括多个扩展引脚模块、多个传统引脚模块和模拟总线，所述多个扩展引脚模块之间通过单线级联的方式连接，所述多个扩展引脚模块通过所述模拟总线连接至所述ADC模块，每个所述扩展引脚模块在对应的配置信号的控制下，将所述ADC信号输入到所述ADC模块。

在本发明提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路中，所述模拟总线内嵌在所述多个扩展引脚模块和所述多个传统引脚模块内。

在本发明提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路中，每个所述扩展引脚模块包括一个控制模块和一个传统引脚，所述控制模块包括：

第一输入端，连接上一级扩展引脚模块的第一输出端，接收配置信号；

第二输入端，连接到本级扩展引脚模块的传统引脚的ADC 信号输出端口；

第一输出端，连接下一级扩展引脚模块的第一输入端；

第二输出端，连接所述模拟总线。

在本发明提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路中，所述控制模块包括括级联控制单元、第一模拟通路开关、第二模拟通路开关和第三模拟通路开关，所述级联控制单元用于根据所述配置信号控制所述第一模拟通路开关、所述第二模拟通路开关和所述第三模拟通路开关，其中，当配置信号为选通状态时，所述第一模拟通路开关和所述第二模拟通路开关闭合，所述第三模拟通路开关断开，以使所述ADC信号通过所述模拟总线输入到所述ADC模块；当配置信号为非选通状态时，所述第一模拟通路开关和所述第二模拟通路开关断开，所述第三模拟通路开关闭合，以使所述ADC信号输出端口与所述模拟总线隔离。

在本发明提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路中，所述级联控制单元的第一输出端连接所述第一模拟通路开关的动触点，所述级联控制单元的第二输出端连接所述第二模拟通路开关的动触点，所述级联控制单元的第三输出端连接所述第三模拟通路开关的动触点；所述第一模拟通路开关的静触点连接于所述第二模拟通路开关的动触点和所述第三模拟通路开关的动触点；所述第二模拟通路开关的静触点连接所述模拟总线；所述第三模拟通路开关的静触点接地；所述第一模拟通路开关的动触点经由电阻连接所述控制模块的第二输入端。

根据本发明的再一方面，还提供一种芯片，包括如上所述的用于ADC模块的多通道模拟输入电路。

实施本发明的用于ADC模块的多通道模拟输入电路，具有以下有益效果：本发明提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路，包括多个扩展引脚模块、多个传统引脚模块和模拟总线，所述多个扩展引脚模块之间通过单线级联的方式连接，所述多个扩展引脚模块通过所述模拟总线连接至所述ADC模块，每个所述扩展引脚模块在对应的配置信号的控制下，将所述ADC信号输入到所述ADC模块；由此，带ADC功能扩展的PAD和传统PAD可以混合排布；可以实现通过单导线方式连接将所有扩展引脚模块的输出端连接至同一模拟总线，在级联控制线的控制下，可以实现同一个时间，只有一个扩展引脚模块的输出端连接至模拟总线，由此，可以减少模拟绕线面积和降低不同通道线间串扰，自动隔离未选通的模拟通路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1所示为传统的带多路ADC模拟通道输入SOC的布局；

图2所示为本发明提供的带多路ADC模拟通道输入的SOC布局；

图3所示是本发明一实施例提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路的原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

为了解决现有技术中所存在的带有ADC-IN功能的PAD各自通过模拟通道直接与ADC模块连接，导致的多个通道间信号存在干扰、走线较多消耗面积以及外部干扰容易进入ADC内部影响ADC工作精度的问题，本发明提供了一种用于ADC模块的多通道模拟输入电路，包括多个扩展引脚模块、多个传统引脚模块和模拟总线，所述多个扩展引脚模块之间通过单线级联的方式连接，所述多个扩展引脚模块通过所述模拟总线连接至所述ADC模块，每个所述扩展引脚模块在对应的配置信号的控制下，将所述ADC信号输入到所述ADC模块；由此，可以实现通过单导线方式连接将所有扩展引脚模块的输出端连接至同一模拟总线，在级联控制线的控制下，可以实现同一个时间，只有一个扩展引脚模块的输出端连接至模拟总线，由此，可以减少模拟绕线面积和降低不同通道线间串扰，自动隔离未选通的模拟通路。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

图2所示为本发明提供的带多路ADC模拟通道输入的SOC布局。如图2所示，本发明提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路包括多个扩展引脚模块10、多个传统引脚模块20和模拟总线30。其中，本领域技术人员可以理解的是，扩展引脚模块这里指的是具有ADC-IN功能的PAD，用于将ADC信号传送到ADC模块；而传统引脚模块是指现有技术中的普通引脚，即不带有ADC-IN功能的PAD。进一步地，所述多个扩展引脚模块之间通过单线级联的方式连接并通过所述模拟总线连接至所述ADC模块，每个所述扩展引脚模块在来自级联控制线40的对应的配置信号的控制下，将所述ADC信号输入到所述ADC模块。进一步地，在本发明一实施例中，所述模拟总线内嵌在所述多个扩展引脚模块和所述多个传统引脚模块内。

在本发明中，多个扩展引脚模块一端通过单线级联，一端连接至模拟总线，由此，可以实现通过单导线方式连接将所有扩展引脚模块的输出端连接至同一模拟总线，在级联控制线的控制下，可以实现同一个时间，只有一个扩展引脚模块的输出端连接至模拟总线，由此，可以减少模拟绕线面积和降低不同通道线间串扰，自动隔离未选通的模拟通路。

图3所示是本发明一实施例提供的用于ADC模块的多通道模拟输入电路的原理图。如图3所示，每个所述扩展引脚模块10包括一个控制模块110和一个传统引脚120，所述控制模块110包括级联控制单元1101、第一模拟通路开关K1、第二模拟通路开关K2和第三模拟通路开关K3。不同扩展引脚模块的级联控制单元之间通过单线级联的方式连接，其中，第一个扩展引脚模块的级联控制单元的第一输入端接收来自芯片内部的配置信号，然后依次将配置信号下发到相应扩展引脚模块的级联控制单元。

具体地，在本发明一实施例中，扩展引脚模块的第一输入端DI，连接上一级扩展引脚模块的第一输出端DO以接收配置信号；第二输入端连接到本级扩展引脚模块的传统引脚120的ADC 信号输出端口PAD_IN；第一输出端DO连接下一级扩展引脚模块的第一输入端DI，以通过单线协议传递配置信号。进一步地，所述级联控制单元1101的第一输出端1102连接所述第一模拟通路开关K1的动触点，所述级联控制单元1101的第二输出端1103连接所述第二模拟通路开关K2的动触点，所述级联控制单元1101的第三输出端1104连接所述第三模拟通路开关K3的动触点；所述第一模拟通路开关K1的静触点连接于所述第二模拟通路开关K2的动触点和所述第三模拟通路开关K3的动触点；所述第二模拟通路开关K2的静触点连接所述模拟总线；所述第三模拟通路开关K3的静触点接地；所述第一模拟通路开关K1的动触点经由电阻R连接所述控制模块的第二输入端。

进一步地，在本发明一实施例中，所述级联控制单元用于根据所述配置信号控制所述第一模拟通路开关、所述第二模拟通路开关和所述第三模拟通路开关，其中，当配置信号为选通状态时，所述第一模拟通路开关和所述第二模拟通路开关闭合，所述第三模拟通路开关断开，以使所述ADC信号通过所述模拟总线输入到所述ADC模块；当配置信号为非选通状态时，所述第一模拟通路开关和所述第二模拟通路开关断开，所述第三模拟通路开关闭合，以使所述ADC信号输出端口与所述模拟总线隔离。由此，当级联控制单元通过DI收到符合当前扩展引脚模块的配置信息后，即可根据配置信息设置K1、K2、K3的工作状态。工作在选通状态时， K1 和 K2 闭合，K3 开路，保证了由PAD_IN 进入的模拟信号可以到达内部模拟总线；工作在非选通状态时，K1 和 K2 开路，K3 闭合，保证PAD_IN 和内部模拟总线隔离，并且K1和K2间为对地低阻，避免外部干扰超过开关阈值串入模拟总线。

上文已经描述了本发明的某些具体实施例。注意，在此使用的术语仅为了描述具体实施例而并非旨在于限制公开内容。例如，除非上下文另有明示,在此使用的单数形式“一个/ 一种”和“该”旨在于也包括复数形式。还将理解措词“包括”在使用于本说明书中时指定存在声明的特征、整件、步骤、操作、单元和/或部件而未排除存在或者添加一个或者多个其他特征、整件、步骤、操作、单元、部件和/或其组合。

尽管已经在上文参考附图描述了本发明的若干实施例，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施例。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims

1.一种用于ADC模块的多通道模拟输入电路，连接于ADC模块，用于将ADC信号输入到所述ADC模块，其特征在于，包括多个扩展引脚模块、多个传统引脚模块和模拟总线，所述多个扩展引脚模块之间通过单线级联的方式连接，所述多个扩展引脚模块通过所述模拟总线连接至所述ADC模块，每个所述扩展引脚模块在对应的配置信号的控制下，将所述ADC信号输入到所述ADC模块。

2.根据权利要求1所述的用于ADC模块的多通道模拟输入电路，其特征在于，所述模拟总线内嵌在所述多个扩展引脚模块和所述多个传统引脚模块内。

3.根据权利要求1所述的用于ADC模块的多通道模拟输入电路，其特征在于，每个所述扩展引脚模块包括一个控制模块和一个传统引脚，所述控制模块包括：

第一输出端，连接下一级扩展引脚模块的第一输入端；

第二输出端，连接所述模拟总线。

4.根据权利要求3所述的用于ADC模块的多通道模拟输入电路，其特征在于，所述控制模块包括级联控制单元、第一模拟通路开关、第二模拟通路开关和第三模拟通路开关，所述级联控制单元用于根据所述配置信号控制所述第一模拟通路开关、所述第二模拟通路开关和所述第三模拟通路开关，其中，当配置信号为选通状态时，所述第一模拟通路开关和所述第二模拟通路开关闭合，所述第三模拟通路开关断开，以使所述ADC信号通过所述模拟总线输入到所述ADC模块；当配置信号为非选通状态时，所述第一模拟通路开关和所述第二模拟通路开关断开，所述第三模拟通路开关闭合，以使所述ADC信号输出端口与所述模拟总线隔离。

5.根据权利要求4所述的用于ADC模块的多通道模拟输入电路，其特征在于，所述级联控制单元的第一输出端连接所述第一模拟通路开关的动触点，所述级联控制单元的第二输出端连接所述第二模拟通路开关的动触点，所述级联控制单元的第三输出端连接所述第三模拟通路开关的动触点；所述第一模拟通路开关的静触点连接于所述第二模拟通路开关的动触点和所述第三模拟通路开关的动触点；所述第二模拟通路开关的静触点连接所述模拟总线；所述第三模拟通路开关的静触点接地；所述第一模拟通路开关的动触点经由电阻连接所述控制模块的第二输入端。

6.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的用于ADC模块的多通道模拟输入电路。