CN115208409B - 模数转换电路、芯片和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种模数转换电路、芯片和电子设备，该模数转换电路包括调制模块，包括至少两个调制器，用于对输入信号进行调制并输出调制码；滤波模块，用于对调制码进行滤波，获得对输入信号的模数转换结果；控制模块，用于根据输入信号的幅值控制对输入信号进行调制的调制器的数量。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，能够根据被测信号的幅值调整调制模块的阶数，因而能够根据需要灵活调整ADC转换的精度和速度。

Description

模数转换电路、芯片和电子设备

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及模数转换电路、芯片和电子设备。

背景技术

Σ-Δ ADC具有较高分辨率、高度集成、低功耗以及较低成本的特点，通常应用于对测量精度有较高需求的场景，例如电池电量测量场景。

现有的Σ-Δ ADC通常不够灵活，使用测量精度较高的Σ-Δ ADC测量较大电量时，处理速度较慢；而使用速度较快的Σ-Δ ADC测量较小电量时，电路噪声又会造成测量电量的精度下降。如何能在测量动态变化的电池电量时，灵活地根据电量调节ADC测量的速度和精度，是本领域内的技术问题之一。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种模数转换电路、芯片和电子设备，以解决在测量动态变化的信号时，无法兼顾速度和精度的问题。

根据本申请的一方面，提供了一种模数转换电路，包括：

调制模块，包括至少两个调制器，用于对输入信号进行调制并输出调制码；

滤波模块，用于对调制码进行滤波，获得对输入信号的模数转换结果；

控制模块，用于根据输入信号的幅值控制对输入信号进行调制的调制器的数量。

在一些实施例中，控制模块包括至少一个开关，调制模块中的各调制器相互串联；

每个开关与一个调制器相并联，或与由多个调制器串联形成的调制器组相并联。

在一些实施例中，控制模块还包括比较器；

比较器用于将输入信号与至少一个阈值电压进行比较以得到至少一个控制信号，每个控制信号用于控制一个或多个开关的通断。

在一些实施例中，每个阈值电压对应于至少一个开关，针对任一阈值电压，比较器被配置为：

在输入信号大于该阈值电压时，输出第一控制信号，第一控制信号用于控制对应该阈值电压的开关闭合；

在输入信号小于该阈值电压时，输出第二控制信号，第二控制信号用于控制对应该阈值电压的开关断开。

在一些实施例中，每个阈值电压对应于一个开关，针对一个开关，控制模块包括多个开关，其中至少一个开关与调制器组相并联，并且开关所并联的调制器组中包含的调制器的数量越多，与开关对应的阈值电压越高。

在一些实施例中，

每个开关与一个调制器相并联，每个阈值电压对应于一个或多个开关，其中阈值电压越高，对应的开关数量越多。

在一些实施例中，

调制模块包括多个相互并联的并联支路，每个并联支路中包含不同数量的调制器；

控制模块包括第一多路选择器，第一多路选择器用于从多个并联支路中选择一个作为用于调制输入信号的调制支路，并将输入信号输入到调制支路。

在一些实施例中，控制模块还包括：

第二多路选择器，第二多路选择器的输入端与多个并联支路连接，输出端与滤波模块连接，用于从多个并联支路中选择调制支路，并将调制支路的输出信号传输至滤波模块。

在一些实施例中，滤波模块包括多个滤波支路，每个滤波支路与一个所述并联支路对应连接，每个滤波支路包括一个或多个串联的滤波器；

控制模块还包括第三多路选择器，第三多路选择器的输入端与多个所述滤波支路连接，用于从多个滤波支路中选择与调制支路连接的滤波支路作为目标滤波支路，并将目标滤波支路的输出信号作为模数转换结果进行输出。

在一些实施例中，滤波模块包括至少两个串联的滤波器；

控制模块还用于根据输入信号的幅值或调制码的位数控制用于滤波的滤波器数量。

在一些实施例中，控制模块包括第四多路选择器；

每个滤波器的输出端一一对应地连接到第四多路选择器的一个输入端；第四多路选择器用于根据输入信号的幅值或调制码的位数，从多个滤波器的输出端中选择一个用于输出。

在一些实施例中，调制模块为Σ-Δ调制模块。

根据本申请的另一方面，提供了一种模数转换方法，包括：

接收输入信号；

根据输入信号的幅值，选择对应数量的调制器对输入信号进行调制，得到调制码；

对调制码进行滤波，得到输入信号的模数转换结果。

根据本申请的另一方面，提供了一种芯片，包括上述任意一项的模数转换电路。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述任意一项的模数转换电路或上述的芯片。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，ADC在用于测量电池电量时，能够实现根据被测信号的幅值调整ADC噪声整形的精度和速度，因而能够根据电池的电量更灵活地调节ADC测量的精度和速度。

附图说明

在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本申请的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：

图1示出了本申请实施例的模数转换电路应用于BMS系统的原理框图；

图2示出了根据本申请示例性实施例的一种模数转换电路的示意性框图；

图3示出了根据本申请示例性实施例的一种模数转换电路中调制模块的示意性框图；

图4示出了根据本申请示例性实施例的另一种模数转换电路中调制模块的示意性框图；

图5示出了根据本申请示例性实施例的另一种模数转换电路的示意性框图；

图6a示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路的示意性框图；

图6b示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路的示意性框图；

图7示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路的示意性框图；

图8示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路中调制模块的示意性框图；

图9示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路的示意性框图；

图10示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路的示意性框图；

图11示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路的示意性框图；

图12示出了根据本申请示例性实施例的又一种模数转换电路的示意性框图；

图13示出了根据本申请示例性实施例的一种CIBF增量Σ-ΔADC的示意性框图；

图14示出了根据本申请示例性实施例的一种模数转换电路的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

应当理解，本申请的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本申请实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

本申请实施例的模数转换电路可以用于在BMS（Battery Management System，电池管理系统）中进行电池电量监测。该系统对电池的电压、电流进行高精度采样，采用增量式Σ-ΔADC方案。图1示出了一种BMS电流检测的原理框图，电池输出的电流通过采样电阻R1和滤波电路进行采样，转换为一对差分电压SRP、SRN，通过模数转换电路进行高精度测量。在这种场景下，电池在满电或接近满电时，由于被测信号较大，对精度的要求相对较低，适宜使用转换速度较快的测量装置。而在电池接近耗尽时，为了防止噪声影响测量信号的精度，适合使用精度较高的测量装置。该应用场景下，模数转换电路可以采用增量Σ-ΔADC，对被测电压进行采样；对被采样的被测电压进行Σ-Δ调制；对被调制后的电压进行量化；对量化得到的调制码进行数字滤波，得到最终的模数转换值。其中，调制器可以采用∑-Δ调制器，模数转换器转换的精度和速度与调制器的阶数，即参与调制的调制器的数量相关：调制器数量越多，转换的精度越高，速度越慢；反之，精度越低，速度越快。

以下参照附图描述本申请的方案。图2示出了根据本申请示例性实施例的一种模数转换电路的示意性框图，根据本申请的一方面，提供了一种模数转换电路，包括：

调制模块1，包括至少两个调制器11，用于对输入信号进行调制并输出调制码；

滤波模块2，用于对调制码进行滤波，获得对输入信号的模数转换结果；

控制模块3，用于根据输入信号的幅值控制对输入信号进行调制的调制器11的数量。

具体地，调制模块1中还包括量化器12，调整模块1通过一个或多个调制器11对模拟信号进行调制，通过量化器12将经过调制的模拟信号转换为数字的调制码。滤波模块可以对调制码进行滤波，得到输入信号对应的模数转换结果。

为了兼顾转换速度和转换精度，本申请实施例的调制模块1可以包括多个调制器11，利用控制模块3来控制转换时使用的调制器11的数量，使用的调制器11的数量越少，则模数转换电路的转换速度越快，使用的调制器11的数量越多，则模数转换电路的转换精度越高。

实际应用中，调制器11的数量可以是两个或更多，控制模块3可以利用开关来控制使用调制器11的数量。根据输入信号的幅值控制对输入信号进行调制的调制器11的数量，如上文所述即，在判断输入信号幅值较大时，使用较少的调制器11，以提高转换速度；在判断输入信号幅值较小时，使用较多的调制器11，以提升转换精度。

可选地，调制模块1中的多个调制器可以互相串联，也可以串并联混合形成多个不同阶数的调制支路以供选择。

在一些实施例中，调制模块1中的多个调制器可以互相串联。具体地，控制模块3包括至少一个开关，调制模块1中的各调制器11相互串联；每个开关与一个调制器11相并联，或与由多个调制器11串联形成的调制器11组相并联。

在本实施例中，开关闭合时可以将与自身相并联的调制器11或调制器组短路，以减少用于调制的调制器11，从而降低调制模块的阶数。

作为一种实施方式，控制模块3还包括比较器；比较器用于将输入信号与至少一个阈值电压进行比较以得到至少一个控制信号，每个控制信号用于控制一个或多个开关的通断。

实际应用中，可以是输入信号大于某个阈值电压时，与阈值电压对应的开关闭合，使得与开关并联的调制器11短路。反之，输入信号小于某个阈值电压时，与阈值电压对应的开关断开，使得与开关并联的调制器11参与调制。

作为一个示例，调制模块1包括两个调制器11，控制模块3包括一个比较器和一个开关，开关与其中一个调制器11并联，输入信号为待转换的信号，比较器将待转换的输入信号与预设的阈值电压进行比较，并根据比较结果输出开关的控制信号。当输入信号的幅值大于比较器的阈值电压时，比较器输出的控制信号能够控制开关闭合，将与该开关并联的调制器短路，此时调制模块1使用一个调制器11进行调制，ADC能够以较快的转换速度对输入信号进行转换；当输入信号的幅值小于比较器的阈值电压时，比较器输出的控制信号能够控制开关断开，调制模块1中的两个调制器11均参与对输入信号的调制，ADC的转换精度更高，但转换速度比仅使用一个调制器11时慢。

可选地，控制模块中可以包括一个或多个比较器，每个比较器可以具有一个或多个阈值电压。

作为一种实施方式，每个阈值电压对应于至少一个开关，比较器可以将输入信号与每个阈值电压分别进行比较，对于任意一个阈值电压，比较器被配置为：在输入信号大于该阈值电压时，输出第一控制信号，第一控制信号用于控制对应该阈值电压的开关闭合；在输入信号小于该阈值电压时，输出第二控制信号，第二控制信号用于控制对应该阈值电压的开关断开。

当控制模块中包括多个比较器，每个比较器具有一个阈值电压时，可选地，多个比较器可以同时将输入信号与自身的阈值电压进行比较，并根据比较结果控制对应的开关；或者，多个比较器可以按照阈值电压由高到低的顺序，依次将输入信号与自身的阈值电压进行比较，这样，当某个比较器工作时，其余的比较器可以不工作，以节省电路的功耗。

当控制模块中包括一个或多个比较器，而且一个比较器具有多个阈值电压时，该比较器可以按照阈值电压由高到低的顺序，依次将输入信号与各个阈值电压进行比较；当输入电压大于当前比较的阈值电压时，控制与该阈值电压对应的开关闭合；当输入电压小于当前比较的阈值电压时，则将输入信号与下一个阈值电压进行比较，直至完成与最后一个阈值电压的比较。

作为一种实施方式，控制模块中包括多个开关，其中至少一个开关与调制器组相并联，比较器的每个阈值电压对应于一个开关，该开关所并联的调制器组中包含的调制器的数量越多，与该开关对应的阈值电压越高。例如图3所示，控制模块中包括开关S1、开关S2和开关S3，其中开关S1与一个调制器并联，导通时能够将一个调制器短路；开关S2与由两个调制器串联组成的调制器组1并联，导通时能够将两个调制器短路；开关S3与由三个调制器串联组成的调制器组2并联，导通时能够将三个调制器短路，令开关S3对应的第三阈值电压大于开关S2对应的第二阈值电压，开关S2对应的第二阈值电压大于开关S1对应的第一阈值电压，从而开关并联的调制器组中的调制器的数量越多，开关对应的阈值电压越大。本实施方式可以通过一个开关将多个调制器短路。当输入信号的电压幅值较大时，仅通过对一个开关的控制即可实现对调制器数量的选择。

作为一种实施方式，每个开关与一个调制器11相并联，每个阈值电压对应于一个或多个所述开关，其中该阈值电压越高，对应的开关数量越多。作为一个示例，如图4、5所示，调制模块1包括三个调制器11，控制模块3包括两个比较器和两个开关，两个开关各自与一个调制器11并联，两个比较器的阈值电压分别为第一阈值电压和第二阈值电压，输入信号被输入至两个比较器，分别与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较。假设第二阈值电压大于第一阈值电压，且开关为高电平导通，则当输入信号的电压幅值大于第二阈值电压时，两个比较器均输出高电平，两个开关均闭合，调制模块1中仅一个调制器11参与对输入信号的调制，此时ADC的转换速度最快，精度最低；当输入信号的电压幅值大于第一阈值电压且小于第二阈值电压时，其中一个比较器输出高电平，另一个比较器输出低电平，两个开关一开一闭，其中一个调制器被短路，则调制模块1有两个调制器11参与对输入信号的调制，此时ADC的转换速度和精度兼顾；当输入信号的电压幅值小于第一阈值电压，两个比较器均输出低电平，两个开关均断开，调制模块1中的三个调制器11均参与对输入信号的调制，此时ADC的转换精度最高，转换速度最慢。

在本申请实施方式中，为了确保至少有1个调制器能够参与调制，开关的数量可以小于调制器11的数量。

在本实施例中，调制模块中参与调制的调制器数量越多，则输出的调制码的位数越多。滤波模块能处理的码值位数应大于或等于调制模块输出的最大码值位数。为了适应调制模块的输出码值范围，滤波模块可以包括一个滤波器或多个串联的滤波器。当一个滤波器能处理码值位数大于或等于调制模块输出的最大码值位数时，滤波模块可以仅包括一个滤波器。当一个滤波器能处理码值位数小于调制模块输出的最大码值位数时，滤波模块可以包括多个串联的滤波器，通过多个串联的滤波器增大滤波模块的工作范围。

作为一个示例，如果单个滤波器能处理的码值位数与单个调制器输出的调制码位数相等，则滤波器的数量可以与调制器的数量相同。例如图5所示，当开关S5和开关S4都断开时，三个调制器都参与调制，则可以通过三个串联的滤波器21、22、23共同对调制模块输出的调制码进行滤波处理；当开关S5和开关S4中的一个断开时，参与调制的调制器数量为两个，则可以通过两个滤波器21、22对调制模块输出的调制码进行滤波处理；当开关S5和开关S4都闭合时，仅一个调制器参与调制，则仅通过滤波器21就足以对调制模块输出的调制码进行滤波处理。

当需要调整滤波模块2的阶数，即调整滤波模块2中用于滤波的滤波器数量时，作为一种实施方式，如图6a和图6b所示，控制模块可以包括控制器和第四多路选择器MUX4，每个滤波器的输出端一一对应地连接到第四多路选择器MUX4的一个输入端；控制器用于根据输入信号的幅值或调制码的位数，控制第四多路选择器MUX4从多个滤波器的输出端中选择一个用于输出，以实现对滤波器阶数的控制。例如，当需要三阶滤波，即三个滤波器都参与滤波时，MUX4可以选通滤波器23的输出结果；当需要二阶滤波，即两个滤波器参与滤波时，MUX4可以选通滤波器22的输出结果；当需要一阶滤波，即仅需要一个滤波器参与滤波时，MUX4可以选通滤波器21的输出结果。

当需要调整滤波模块2的阶数，作为另一种实施方式，如图7所示，在滤波模块中，可以通过与一个或多个滤波器并联的控制开关来控制一个或多个滤波器是否短路，实现对滤波器阶数的控制。其具体实现方式与调制模块类似，此处不再赘述。

本申请实施例中，滤波模块2可以与调制模块1相配合达到更好的效果。调制模块1的调制器11的数量可以是一个或多个，同样滤波模块2的滤波器中的滤波器的数量也可以是一个或多个，而且滤波模块2中使用的滤波器的数量是可按照输入信号的幅值或调制器的阶数进行调整的。作为一个示例，滤波模块2使用的滤波器的阶数相同可以与调制模块1使用调制器11的阶数相同，例如，调制模块1使用二阶调制器，则滤波模块2使用二阶滤波器。

在一些实施例中，调制模块1中的多个调制器可以串并联混合，形成多个不同阶数的调制支路以供选择。

作为一种实施方式，如图8或图9所示，调制模块1包括多个相互并联的并联支路，每个并联支路中包含一个或多个的调制器11，其中任意两个并联支路中的调制器的数量可以不同；控制模块3包括第一多路选择器MUX1，第一多路选择器MUX1用于从多个并联支路中选择一个作为用于调制输入信号的调制支路，并将输入信号输入到调制支路。具体地，第一多路选择器根据输入信号的幅值或者根据调制模块输出的调制码的位数选择调制支路，输入信号的幅值越小，调制码的位数越多，所选择的调制支路中的调制器数量越多。

在本实施例中，控制模块3还包括第二多路选择器MUX2，第二多路选择器MUX2的输入端与多个并联支路的输出端连接，第二多路选择器MUX2的输出端与滤波模块2连接，第二多路选择器MUX2用于从多个并联支路中选择调制支路，并将调制支路的输出信号传输至滤波模块2。

具体地，调制模块1包括多个支路，第二多路选择器MUX2能够从多个支路中选择出包含有效信号的支路，即参与对输入信号进行调制的支路。例如，调制模块1包括第一支路和第二支路，若第一多路选择器选择第一支路，则输入信号由第一支路进行调制，第一支路为包含有效信号的支路。第二多路选择器MUX2能够从多个支路中选择第一支路，并将第一支路输出的调制码传输给给滤波模块2，以获得输入信号的模数转换结果。

在本实施例中，可选地，多个并联支路可以共用量化器，也可以不共用量化器。当

多个并联支路不共用量化器时，如图8所示，可以在每个并联支路内单独设置一个或多个量化器，以对该并联支路的调制器的输出信号进行量化。此时第二多路选择器MUX2用于选择调制支路中的量化器12输出的调制码传输至后级的滤波模块进行滤波处理。

当多个并联支路共用量化器时，如图9所示，量化器12可以设置在第二多路选择器MUX2和滤波模块2之间。此时，第二多路选择器MUX2用于从多个并联支路中选择调制支路，并将调制支路的输出信号传输至量化器，由量化器12对调制支路输出的信号进行量化得到调制码，滤波模块2则对量化器12输出的调制码进行滤波处理。

在本实施例中，可选地，多个并联支路可以共用滤波器，也可以不共用滤波器。

作为一种实施方式，调制模块1中的多个并联支路共用滤波模块2中的滤波器。由于不同的并联支路中调制器的数量不同，所需的滤波器阶数也不同，因此需要对滤波器的阶数进行调整。在本实施方式中，可以参考图6a、图6b或图7所示的方式实现滤波器阶数的控制。

作为一种实施方式，调制模块1中的多个并联支路不共用滤波模块2中的滤波器，每个并联支路分别与各自对应的一个或多个滤波器相连接。作为一个示例，如图10所示，滤波模块2包括多个滤波支路，每个滤波支路与一个并联支路对应连接，并且每个滤波支路包括一个或多个串联的滤波器；控制模块3还包括第三多路选择器MUX3，第三多路选择器MUX3的输入端与多个滤波支路连接，用于从多个滤波支路中选择与调制支路连接的滤波支路作为目标滤波支路，并将目标滤波支路的输出信号作为模数转换结果进行输出。

在本实施例中，可选地，一些并联支路上参与调制的调制器11的数量可以是固定的，也可以是不固定的。

在每个并联支路上参与调制的调制器11的数量是固定的情况下，控制模块3根据输入信号的幅值来确定要选择的并联支路，并通过第一多路选择器MUX1选通所需的并联支路，从而控制参与调制的调制器11的数量。在这种情况下，与调制模块的各个并联支路对应的每个滤波支路中滤波器的数量也是固定的。

在至少一个并联支路上参与调制的调制器11的数量可以调整的情况下，可以将至少一个并联支路设计为如图3或图4所示的结构，以通过开关调整该并联支路中参与调制的调制器数量。此时，与该并联支路对应的滤波支路中的滤波器数量也应当是可以调整的。具体地，如图11或图12所示的，与该并联支路对应的滤波支路可以包括至少两个串联的滤波器，可以通过第四多路选择器MUX4选通所需的滤波器的输出，以调整该滤波支路的阶数；也可以通过开关将该滤波支路中的部分滤波器短路，以调整该滤波支路的阶数。

在本实施例中，控制模块也可以包括比较器，可以通过比较器将输入信号的幅值与一个或多个阈值电压进行比较，并根据比较结果控制第一多路选择器对上述至少两个并联支路进行选择。根据比较器的一个或多个阈值电压可以划分出至少两个阈值区间，每个阈值区间对应于一个并联支路，当输入信号的电压幅值在某个阈值区间内时，第一多路选择器选通阈值区间对应的并联支路作为调制支路。

作为一种实施方式，上述各个实施例中的调制器11可以为Σ-Δ调制器。具体地，Σ-Δ调制器可以包括加法器、积分器和一些增益放大器。

可选地，本申请实施例的模数转换电路可以是积分器级联前馈CIFF增量Σ-Δ模数转换器ADC，或，积分器级联反馈CIBF增量Σ-ΔADC。

图13示出了根据本申请示例性实施例的一种CIBF增量Σ-ΔADC的示意性框图。其中，Vin为输入电压，Vref为比较器的阈值电压，调制模块1包括两个一阶调制器，每个一阶调制器分别包括一个加法器，积分运算放大器和增益放大器。当Vin>Vref时，比较器输出的控制信号为1，开关s闭合，此时仅一个调制器参与对输入信号Vin的调制，MUX4选择滤波器21输出的信号，即采用了一阶调制和一阶滤波；当Vin<Vref时，比较器输出的控制信号为0，开关s断开，两个调制器11参与对输入信号Vin的调制，MUX4选择滤波器22输出的信号，即采用了二阶调制和二阶滤波。

图14示出了根据本申请示例性实施例的一种模数转换电路的控制方法的流程图，包括：

步骤S1401，接收输入信号；

步骤S1402，根据输入信号的幅值，选择对应数量的调制器11对输入信号进行调制，得到调制码；

步骤S1403，对调制码进行滤波，得到输入信号的模数转换结果。

具体地，本申请的方法的执行主体可以是控制芯片，例如MCU（微控制器）芯片或FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）、高速单片机。

在一些实施例中，根据输入信号的幅值选择对应数量的调制器11对输入信号进行调制，包括：分别将输入信号与一个或多个不同的阈值电压进行比较，得到每个阈值电压对应的开关对应的控制信号，以控制每个开关的通断。其中，每个开关与一个调制器11或多个调制器11组成的调制器11组相并联。

在一些实施例中，每个阈值电压对应于至少一个开关，针对任一阈值电压，根据输入信号的幅值选择对应数量的调制器11对输入信号进行调制，包括：在输入信号大于该阈值电压时，输出第一控制信号，第一控制信号用于控制与该阈值电压对应的开关闭合；在输入信号小于该阈值电压时，输出第二控制信号，第二控制信号用于控制与该阈值电压对应的开关断开。

在一些实施例中，模数转换电路包括多个滤波器，该方法还包括，根据输入信号的幅值或参与调制的调制器11的数量，选择对应数量的滤波器对调制码进行滤波。

根据本申请的另一方面，提供了一种芯片，包括上述任意一项的模数转换电路。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述任意一项的模数转换电路或上述的芯片。

以上对本申请所提供比较电路、集成电路和电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (15)

1.一种模数转换电路，其特征在于，包括：

调制模块，包括至少两个调制器，用于对输入信号进行调制并输出调制码；

滤波模块，用于对所述调制码进行滤波，获得对所述输入信号的模数转换结果；

控制模块，用于根据所述输入信号的幅值控制对所述输入信号进行调制的所述调制器的数量，包括：在所述输入信号的幅值较大时，使用较少的所述调制器进行调制，以提高转换速度；在所述输入信号的幅值较小时，使用较多的所述调制器进行调制，以提升转换精度。

2.根据权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，所述控制模块包括至少一个开关，所述调制模块中的各所述调制器相互串联；

每个所述开关与一个所述调制器相并联，或与由多个所述调制器串联形成的调制器组相并联。

3.根据权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述控制模块还包括比较器；

所述比较器用于将所述输入信号与至少一个阈值电压进行比较以得到至少一个控制信号，每个所述控制信号用于控制一个或多个所述开关的通断。

4.根据权利要求3所述的模数转换电路，每个阈值电压对应于至少一个开关，针对任一所述阈值电压，所述比较器被配置为：

在所述输入信号大于所述阈值电压时，输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制与所述阈值电压对应的开关闭合；

在所述输入信号小于所述阈值电压时，输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制与所述阈值电压对应的开关断开。

5.根据权利要求4所述的模数转换电路，其特征在于，每个阈值电压对应于一个开关，所述控制模块包括多个开关，其中至少一个所述开关与所述调制器组相并联，并且所述开关所并联的调制器组中包含的调制器的数量越多，与所述开关对应的阈值电压越高。

6.根据权利要求4所述的模数转换电路，其特征在于，

每个开关与一个所述调制器相并联，每个阈值电压对应于一个或多个所述开关，其中所述阈值电压越高，对应的开关数数量越多。

7.根据权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，

所述调制模块包括多个相互并联的并联支路，每个所述并联支路中包含不同数量的所述调制器；

所述控制模块包括第一多路选择器，所述第一多路选择器用于从多个所述并联支路中选择一个作为用于调制所述输入信号的调制支路，并将所述输入信号输入到所述调制支路。

8.根据权利要求7所述的模数转换电路，其特征在于，所述控制模块还包括：

第二多路选择器，所述第二多路选择器的输入端与多个所述并联支路连接，输出端与所述滤波模块连接，用于从多个所述并联支路中选择所述调制支路，并将所述调制支路的输出信号传输至所述滤波模块。

9.根据权利要求7或8所述的模数转换电路，其特征在于，

所述滤波模块包括多个滤波支路，每个滤波支路与一个所述并联支路对应连接，每个所述滤波支路包括一个或多个串联的滤波器；

所述控制模块还包括第三多路选择器，所述第三多路选择器的输入端与多个所述滤波支路连接，用于从多个所述滤波支路中选择与所述调制支路连接的滤波支路作为目标滤波支路，并将所述目标滤波支路的输出信号作为所述模数转换结果进行输出。

10.根据权利要求1-8任一项所述的模数转换电路，其特征在于，所述滤波模块包括至少两个串联的滤波器；

所述控制模块还用于根据所述输入信号的幅值或所述调制码的位数控制用于滤波的滤波器数量。

11.根据权利要求10所述的模数转换电路，其特征在于，所述控制模块包括第四多路选择器；

每个所述滤波器的输出端一一对应地连接到所述第四多路选择器的一个输入端；所述第四多路选择器用于根据所述输入信号的幅值或所述调制码的位数，从多个所述滤波器的输出端中选择一个用于输出。

12.根据权利要求1-8任一项所述的模数转换电路，其特征在于，所述调制模块为Σ-Δ调制模块。

13.一种模数转换方法，其特征在于，包括：

接收输入信号；

根据所述输入信号的幅值，选择对应数量的调制器对所述输入信号进行调制，得到调制码，包括：在所述输入信号的幅值较大时，使用较少的所述调制器进行调制，以提高转换速度；在所述输入信号的幅值较小时，使用较多的所述调制器进行调制，以提升转换精度；

对所述调制码进行滤波，得到所述输入信号的模数转换结果。

14.一种芯片，其特征在于，包括权利要求1-12任意一项所述的模数转换电路。

15.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-12任意一项所述的模数转换电路或如权利要求14所述的芯片。

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