CN115603750B - 一种用于模数转换器的逻辑控制装置、方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种用于模数转换器的逻辑控制装置、方法及电子设备，该逻辑控制装置包括相位发生器、斜率检测器、移位寄存器和数字延迟开关单元；其中，相位发生器，用于生成时钟信号，并输出至斜率检测器作为本地时钟；斜率检测器，用于检测接收的输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号；移位寄存器，用于接收模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；数字延迟开关，用于接收移位寄存器输出的移位控制信号，并根据移位控制信号控制数字延迟开关单元的开关状态，以控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。本申请能够简化逻辑控制装置结构，降低器件功耗。

Description

一种用于模数转换器的逻辑控制装置、方法及电子设备

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，具体涉及一种用于模数转换器的逻辑控制装置、方法及电子设备。

背景技术

模数转换器（Analog-to-Digital Converte，ADC）可被用于将“真实世界”的模拟信号转换成更适合数字处理的信号。典型模数转换器可接收来自模拟源的模拟信号，将模拟信号转换成可由数字电路处理的数字形式，例如，将从天线或麦克风等获得的模拟信号，转换成可由诸如逻辑或微处理器处理的数字形式(即“1”和“0”的信号)。

现有技术中存在各种形式的模数转换器，例如Flash ADC，通过使用一组比较器检测模拟信号的不同电压范围从而产生对应的数字信号，从而使用数字信号来表达对应检测到的电压值；又例如逐次逼近ADC，通过使用反馈环中的内部模数转换器迭代地改进数字信号的估计值，直至估计值具有预期分辨率。但是，在对现有技术的研究与实践的过程中，本申请的发明人发现，现有模数转换器中的逻辑控制装置结构较为复杂，进而导致功耗较高。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种用于模数转换器的逻辑控制装置、方法及电子设备，简化逻辑控制装置结构，降低器件功耗。

本申请提供了一种用于模数转换器的逻辑控制装置，包括相位发生器、斜率检测器、移位寄存器和数字延迟开关单元；所述相位发生器与所述斜率检测器连接，所述移位寄存器与所述数字延迟开关单元连接；所述相位发生器、斜率检测器、移位寄存器和数字延迟开关的供电电压均为输入电压；

所述相位发生器，用于生成时钟信号，并输出至所述斜率检测器作为本地时钟；

所述斜率检测器，用于检测接收的所述输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号；

所述移位寄存器，用于接收所述模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；

所述数字延迟开关，用于接收所述移位寄存器输出的移位控制信号，并根据所述移位控制信号控制所述数字延迟开关单元的开关状态，以控制所述模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

可选地，所述数字延迟开关单元包括第一数字延迟开关和第二数字延迟开关，所述第一数字延迟开关和第二数字延迟开关均与所述移位寄存器连接；所述模数转换器包括比较器，所述比较器包括第一比较器和第二比较器；

所述第一数字延迟开关，用于根据接收的所述移位寄存器输出的移位控制信号控制所述模数转换器中的信号折叠电路的工作状态；

所述第二数字延迟开关，用于根据接收的所述移位寄存器输出的移位控制信号控制所述模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

可选地，所述检测接收的所述输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号，包括：

检测所述输入电压的斜率；

根据所述输入电压的斜率，输出分别用于控制所述第一比较器分段工作的第一开关使能信号和用于控制所述第二比较器分段工作的第二开关使能信号。

可选地，在检测到所述斜率为正数后，所述数字延迟开关单元，还用于接收所述移位寄存器输出的第一移位控制信号；根据所述第一移位控制信号控制所述第一数字延迟开关闭合，并输出对应的第一控制信号至所述模数转换器中的信号折叠电路，以使根据所述第一控制信号打开所述信号折叠电路的第一通道，并关闭所述信号折叠电路的第二通道；所述斜率检测器，还用于输出第一开关使能信号，以根据所述第一开关使能信号打开所述第一比较器，关闭所述第二比较器。

可选地，在检测到所述斜率为负数后，所述数字延迟开关单元，还用于接收所述移位寄存器输出的第二移位控制信号；根据所述第二移位控制信号控制所述第二数字延迟开关闭合，并输出对应的第二控制信号至所述模数转换器中的信号折叠电路，以使根据所述第二控制信号关闭所述信号折叠电路的第一通道，并打开所述信号折叠电路的第二通道；所述斜率检测器，还用于输出第二开关使能信号，以根据所述第二开关使能信号关闭所述第一比较器，并打开所述第二比较器。

可选地，所述用于模数转换器的逻辑控制装置还包括第一控制单元，用于在检测到所述输入电压大于第一预设阈值后，控制所述信号折叠电路对输入电压信号进行折叠处理，以将所述输入电压信号平移至第一预设阈值范围内，并控制所述第一比较器输出第一脉冲信号至所述移位寄存器。

可选地，所述用于模数转换器的逻辑控制装置还包括第二控制单元，用于在检测到所述输入电压小于第二预设阈值后，控制所述信号折叠电路对输入电压信号进行折叠处理，以将所述输入电压信号平移至第二预设阈值范围内，并控制所述第二比较器输出第二脉冲信号至所述移位寄存器。

可选地，所述移位寄存器，还用于根据所述移位控制信号，输出所述输入电压对应的数字编码，其中，所述数字编码包括多个采样点及其对应的时间和幅度值。

相应地，本申请还提供了一种用于模数转换器的逻辑控制方法，包括：

生成时钟信号，并输出为本地时钟；

接收输入电压，检测所述输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号；

接收模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；

接收所述移位控制信号，并根据所述移位控制信号控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

本申请还提供了一种电子设备，包括如上所述的用于模数转换器的逻辑控制装置。

实施本申请实施例，具有如下有益效果：

如上所述，本申请提供的一种用于模数转换器的逻辑控制装置、方法及电子设备，该用于模数转换器的逻辑控制装置包括相位发生器、斜率检测器、移位寄存器和数字延迟开关单元；相位发生器与斜率检测器连接，移位寄存器与数字延迟开关单元连接；相位发生器、斜率检测器、移位寄存器和数字延迟开关的供电电压均为输入电压；其中，相位发生器，用于生成时钟信号，并输出至斜率检测器作为本地时钟；斜率检测器，用于检测接收的所述输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号；移位寄存器，用于接收模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；数字延迟开关，用于接收移位寄存器输出的移位控制信号，并根据移位控制信号控制数字延迟开关单元的开关状态，以控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。由于本申请与传统的逻辑控制装置相比，通过检测检测接收的输入电压的斜率确定对应的控制信号，从而根据控制信号控制模数转换器的信号折叠电路的工作，从而有效优化电路结构，使得电路结构更加简单，进而降低器件功耗；另外，逻辑控制装置中的各个组成器件全部采用输入电压作为供电电压，无需增加额外的稳定的供电电压，进而简化电路结构，并使得逻辑控制装置可以在能量不足、电压不稳定的极端环境下稳定工作。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是Level Crossing采样方式折叠前后的信号和相应的输出脉冲信号图；

图2是Level Crossing模数转换器的具体结构示意图；

图3是本申请实施例提供的用于模数转换器的逻辑控制装置的第一种实施方式的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的用于模数转换器的逻辑控制装置的第二种实施方式的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的比较器的电路示意图；

图6是本申请实施例提供的用于模数转换器的逻辑控制方法的流程示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。本申请使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。例如，“包括以下至少一个：A、B、C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A和B和C”，再如，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A和B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或者“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或者“单元”可以混合地使用。

Level Crossing采样方式要求当信号超出量化电平范围的时候，产生一个脉冲标记采样点的位置，用改变输入信号的方法代替对量化电平的更新，预设的量化电平即V_H和V_L不发生改变，每当输入信号超出当前范围，对输入信号进行折叠处理，使得输入信号被平移到当前阙值范围内。折叠前后的信号和相应的输出脉冲如图1所示，由于预设的阙值范围，即LSB 是已知的，加上INC脉冲和DEC脉冲分别代表信号处于上升或者下降阶段，所以每个采样点都携带时间和幅度的信息。

基于上述原理，如图2所示，Level Crossing模数转换器主要包含三个部分：信号折叠电路、比较器和逻辑控制装置。信号折叠电路通过电荷守恒原理和电荷再分配过程，对输入信号进行折叠。比较器负责对输入信号进行实时监控，判断采样事件是否发生。由于图2中的Level Crossing模数转换器没有外部时钟，电路是连续时间系统，连续比较器一直处于工作状态，所以要求高精度和低功耗。而逻辑控制装置的主要工作是在采样时间发生后，比较器输出状态发生变化，逻辑控制装置产生开关控制信号，控制信号折叠电路进行工作。但现有的逻辑控制装置结构较为复杂，因此，需要设计一种结构简单的逻辑控制装置。

因此，本申请提出了一种用于模数转换器的逻辑控制装置、方法及电子设备，能够简化逻辑控制装置结构，降低器件功耗。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的用于模数转换器的逻辑控制装置的第一种实施方式的结构示意图。该用于模数转换器的逻辑控制装置，包括相位发生器10、斜率检测器20、移位寄存器30和数字延迟开关单元40；其中，相位发生器10与斜率检测器20连接，移位寄存器30与数字延迟开关单元40连接；相位发生器10、斜率检测器20、移位寄存器30和数字延迟开关40的供电电压均为输入电压V_in；

其中，相位发生器10，用于生成时钟信号，并输出至斜率检测器20作为本地时钟；

斜率检测器20，用于检测接收的所述输入电压V_in的斜率，并输出对应的开关使能信号；

移位寄存器30，用于接收模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；

数字延迟开关40，用于接收移位寄存器30输出的移位控制信号，并根据移位控制信号控制数字延迟开关单元40的开关状态，以控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

具体的，如图3所示，在本实施例中的用于模数转换器的逻辑控制装置包括相位发生器10、斜率检测器20、移位寄存器30和数字延迟开关单元40；其中，相位发生器10的第一端和第二端分别与斜率检测器20的第一端和第二端连接，以在相位发生器10生成时钟信号后输出至斜率检测器20，作为本地时钟；斜率检测器20的第三端和第四端分别与模数转换器连接，斜率检测器20的第五端连接输入电压V_in，从而检测接收的输入电压V_in，通过检测输出电压V_in的斜率，从而根据斜率输出对应的开关使能信号，并根据开关使能信号控制模数转换器的比较器进行分段工作，并输出最终与输入电压V_in对应的转换后的数字编码；移位寄存器30的第一端和第二端连接模数转换器的比较器，用于接收比较器输出的比较结果，从而输出比较结果对应的移位控制信号；数字延迟开关40与移位寄存器30连接，用于接收移位寄存器30输出的移位控制信号，并根据移位控制信号控制数字延迟开关单元40中的数字延迟开关的状态，从而控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

其中，本实施例中的移位寄存器可以是双向移位寄存器。另外，本实施例中提及的模数转换器包括信号折叠电路和比较器，信号折叠电路通过电荷守恒原理和电荷再分配过程，对输入信号进行折叠，比较器负责对输入信号进行实时监控，判断采样事件是否发生。

可见，本实施例中的用于模数转换器的逻辑控制装置，通过检测模数转换器的比较器输出的比较结果确定对应的控制信号，从而根据控制信号控制模数转换器的信号折叠电路的工作，从而有效优化电路结构，使得电路结构更加简单，进而降低器件功耗。

其中，本实施例中的逻辑控制装置的相位发生器10、斜率检测器20、移位寄存器30和数字延迟开关40的供电电压由输入电压V_in提供，由于不需要额外稳定的供电电压，可以在能量不足、电压不稳定的极端环境下稳定工作，进而简化电路结构，并且可以在满足数字电路最低电压工作的条件下工作及在亚阈值区正常工作。

可选地，如图4所示，图4是本申请实施例提供的用于模数转换器的逻辑控制装置的第二种实施方式的结构示意图。在一些实施例中，数字延迟开关单元40具体可以包括第一数字延迟开关401和第二数字延迟开关402，第一数字延迟开关401和第二数字延迟开关402均与移位寄存器30连接；如图5所示，模数转换器中的比较器包括第一比较器和第二比较器；

第一数字延迟开关401，用于根据接收的移位寄存器30输出的移位控制信号控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态；

第二数字延迟开关402，用于根据接收的移位寄存器30输出的移位控制信号控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

具体的，在本实施例中的数字延迟开关单元40配置有第一数字延迟开关401和第二数字延迟开关402，第一数字延迟开关401和第二数字延迟开关402均与移位寄存器30连接，第一数字延迟开关401与模数转换器的第一比较器对应，第二数字延迟开关402与模数转换器的第二比较器对应，第一延迟开关401用于根据接收移位寄存器30输出的移位控制信号，控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态，例如打开信号折叠电路的第一通道，关闭第二通道；第二延迟开关402用于根据接收移位寄存器30输出的移位控制信号，控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态，例如关闭信号折叠电路的第一通道，打开第二通道。其中，第一数字延迟开关401可以是高阈值数字延迟开关，第二数字延迟开关402可以是低阈值数字延迟开关。

可选地，在一些实施例中，移位寄存器10，还用于根据移位控制信号，输出输入电压V_in对应的数字编码，其中，数字编码包括多个采样点及其对应的时间和幅度值。

在具体的实例中，各个比较器的输出信号作为移位寄存器10的输入，移位寄存器输出N bits信号，并将移位寄存器10的N bits信号输入至逻辑控制装置的第一数字延迟开关401和第二数字延迟开关402，并输出控制模数转换器中信号折叠电路的控制信号(SW_sig_up/dn)，移位寄存器20的Nbits信号单独输出作为输入电压值V_in的数字编码显示，其中，数字编码携带每个采样点的时间和幅度的信息。

可选地，在一些实施例中，斜率检测器20检测接收的输入电压V_in的斜率，并输出对应的开关使能信号，具体可以包括：

检测输入电压V_in的斜率；

根据输入电压V_in的斜率，输出分别用于控制第一比较器分段工作的第一开关使能信号和用于控制第二比较器分段工作的第二开关使能信号。

逻辑控制装置接收模数转换器中两个比较器的比较结果（INC 脉冲和DEC 脉冲，INC 脉冲和DEC脉冲分别代表输入电压V_in信号处于上升或者下降阶段），通过检测的斜率能使第一比较器和第二比较器分段工作，并最终输出与对应的转换后的数字编码，例如温度计码(Thermometer code)。

逻辑控制装置针对第一比较器和第二比较器可以独立分段工作的特点，通过检测的斜率能使第一比较器和第二比较器分段工作，并最终输出与对应的转换后的数字编码，例如温度计码(Thermometer code)。通过相位发生器10输出信号至斜率检测器20，斜率检测器20检测斜率后分别输出控制信号至第一比较器和第二比较器。

参阅图4和图5所示，逻辑控制装置输出针对第一比较器和第二比较器开关顺序的使能信号，相位发生器10产生两个时钟信号引入到斜率检测器20作为本地时钟，斜率检测器20检测前一周期和后一周期输入电压变化的趋势并分别输出使能信号EN_up和使能信号EN_dn。

例如，在上升阶段，第一数字延迟开关401输出SW_sig_up信号至信号折叠电路，使得V_H通道打开，通道V_L关闭；同时，斜率检测器20输出的使能信号EN_up打开第一比较器，关闭第二比较器；当输入信号超出范围，对输入信号进行折叠处理，使得输入信号被平移到当前阙值范围内，并经第一比较器输出INC脉冲信号，INC脉冲信号作为双向移位寄存器的输入，由双向移位寄存器输出INC的N bits信号（数字编码信号）。

当输入电压V_in在下降阶段时，第二数字延迟开关402输出SW_sig_dn信号至信号折叠电路，使得V_H通道关闭，V_L通道打开；同时，斜率检测器20输出的使能信号EN_dn关闭第一比较器，打开第二比较器；当输入信号超出范围，对输入信号进行折叠处理，使得输入信号被平移到当前阙值范围内，并经第二比较器输出DEC脉冲信号，DEC脉冲信号作为双向移位寄存器的输入，由双向移位寄存器输出DEC的N bits信号（数字编码信号）。

这样的控制逻辑可以有效的优化电路结构，使得电路结构更加简单，降低了芯片功耗。

具体的，在本实施例中的斜率检测器20，首先接收模数转换器中的第一比较器输出的第一脉冲信号和第二比较器输出的第二脉冲信号，其中第一脉冲信号可以为代表输入电压信号处于上升阶段的INC脉冲信号，第二脉冲信号可以为代表输入电压信号处于下降阶段的DEC脉冲信号；在相位发生器10产生两个时钟信号（第一时钟信号和第二时钟信号）引入到斜率检测器20作为本地时钟后，斜率检测器检测前一周期和后一周期输入电压V_in变化的趋势并分别输出第一使能信号EN_up和第二使能信号EN_dn；基于第一脉冲信号和第二脉冲信号，检测输入电压V_in的斜率；根据检测到的输入电压V_in的斜率，确定当前输入电压V_in是处于上升阶段还是下降阶段，以及是否超过预设阈值，从而对应输出用于针对第一比较器和第二比较器开关顺序的第一开关使能信号和第二开关使能信号，其中第一开关使能信号用于控制第一比较器分段工作，第二开关使能信号用于控制第二比较器分段工作。

在具体的实施例中，逻辑控制装置针对第一比较器和第二比较器可以独立分段工作的特点，通过检测的斜率能使第一比较器和第二比较器分段工作，并最终输出与对应的转换后的数字编码。通过相位发生器10输出信号至斜率检测器20，斜率检测器20检测斜率后分别输出控制信号至第一比较器和第二比较器。

可选地，在一些实施例中，在检测到斜率为正数后，数字延迟开关单元40，还用于接收移位寄存器30输出的第一移位控制信号；根据第一移位控制信号控制第一数字延迟开关闭合，并输出对应的第一控制信号至模数转换器中的信号折叠电路，以使根据第一控制信号打开信号折叠电路的第一通道，并关闭信号折叠电路的第二通道；斜率检测器20，还用于输出第一开关使能信号，以根据第一开关使能信号打开第一比较器，关闭第二比较器。

具体的，斜率检测器20在检测到斜率为正数后，判断输入电压V_in处于上升阶段，输出第一开关使能信号至移位寄存器30，移位寄存器30对第一开关使能信号进行移位寄存后，得到对应的第一移位控制信号并发送至数字延迟开关单元40，数字延迟开关单元40中的第一数字延迟开关401在接收到该第一移位控制信号后，控制第一数字延迟开关闭合，并输出对应的第一控制信号至模数转换器中的信号折叠电路，以使模数转换器根据第一控制信号打开信号折叠电路的第一通道（V_H通道），并关闭信号折叠电路的第二通道（V_L通道）；同时，斜率检测器20还用于输出第一开关使能信号EN_up，以根据第一开关使能信号EN_up打开第一比较器，关闭第二比较器。

可选地，在一些实施例中，用于模数转换器的逻辑控制装置还包括第一控制单元，用于在检测到输入电压V_in大于第一预设阈值后，控制信号折叠电路对输入电压信号进行折叠处理，以将输入电压信号平移至第一预设阈值范围内，并控制第一比较器输出第一脉冲信号至移位寄存器。

具体的，在斜率检测器20在检测到斜率为正数后，判断输入电压V_in处于上升阶段，若检测到输入电压V_in输入信号大于预设的第一预设阈值，其中该第一预设阈值与信号折叠电路中的第一通道（V_H通道）所对应，此时逻辑控制装置控制信号折叠电路对输入电压V_in进行折叠处理，使得输入信号被平移到第一预设阈值范围内，并经第一比较器输出第一脉冲信号（INC脉冲信号），INC脉冲信号作为双向移位寄存器的输入，由双向移位寄存器输出INC脉冲信号的若干字节信号，并转换为数字编码信号。

可选地，在一些实施例中，在检测到斜率为负数后，数字延迟开关单元40，还用于接收移位寄存器30输出的第二移位控制信号；根据第二移位控制信号控制第二数字延迟开关闭合，并输出对应的第二控制信号至模数转换器中的信号折叠电路，以使根据第二控制信号关闭信号折叠电路的第一通道，并打开信号折叠电路的第二通道；斜率检测器，还用于输出第二开关使能信号，以根据第二开关使能信号关闭第一比较器，并打开第二比较器。

具体的，斜率检测器20在检测到斜率为负数后，判断输入电压V_in处于下降阶段，输出第二开关使能信号至移位寄存器30，移位寄存器30对第二开关使能信号进行移位寄存后，得到对应的第二移位控制信号并发送至数字延迟开关单元40，数字延迟开关单元40中的第二数字延迟开关402在接收到该第二移位控制信号后，控制第二数字延迟开关闭合，并输出对应的第二控制信号至模数转换器中的信号折叠电路，以使模数转换器根据第二控制信号关闭信号折叠电路的第一通道（V_H通道），并打开信号折叠电路的第二通道（V_L通道）；同时，斜率检测器20还用于输出第二开关使能信号EN_dn，以根据第二开关使能信号EN_dn关闭第一比较器，打开第二比较器。

可选地，在一些实施例中，用于模数转换器的逻辑控制装置还包括第二控制单元，用于在检测到输入电压V_in小于第二预设阈值后，控制信号折叠电路对输入电压信号进行折叠处理，以将输入电压信号平移至第二预设阈值范围内，并控制第二比较器输出第二脉冲信号至移位寄存器。

具体的，在斜率检测器20在检测到斜率为负数后，判断输入电压V_in处于下降阶段，若检测到输入电压V_in输入信号小于预设的第二预设阈值，其中该第二预设阈值与信号折叠电路中的第二通道（V_L通道）所对应，此时逻辑控制装置控制信号折叠电路对输入电压V_in进行折叠处理，使得输入信号被平移到第一预设阈值范围内，并经第一比较器输出第一脉冲信号（DEC脉冲信号），DEC脉冲信号作为双向移位寄存器的输入，由双向移位寄存器输出DEC脉冲信号的若干字节信号，并转换为数字编码信号。

综上所述，本申请实施例提供的逻辑控制装置能够有效优化用于模数转换器的逻辑控制装置结构，使得电路结构更加简单，从而降低了器件面积和功耗。并且，逻辑控制装置中各个组成模块的供电电源全部采用输入电压V_in作为供电电压，不需要额外稳定的供电电压，可以在能量不足、电压不稳定的极端环境下稳定工作，并且可以在满足数字电路最低电压工作的条件下工作及在亚阈值区正常工作。

请参阅图6，图6是本申请实施例提供的用于模数转换器的逻辑控制方法的流程示意图，该方法包括如下步骤：

S1.生成时钟信号，并输出为本地时钟；

S2.接收输入电压，检测输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号；

S3.接收模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；

S4.接收移位控制信号，并根据移位控制信号控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

在具体的实施例中，首先通过相位发生器生成时钟信号后输出至斜率检测器，作为本地时钟；通过斜率检测器检测接收的输入电压的斜率，从而根据斜率输出对应的开关使能信号，并根据开关使能信号控制模数转换器的比较器进行分段工作，并输出最终与输入电压V_in对应的转换后的数字编码；通过接收比较器输出的比较结果，从而输出比较结果对应的移位控制信号；最后通过数字延迟开关接收移位寄存器输出的移位控制信号，并根据移位控制信号控制数字延迟开关单元中的数字延迟开关的状态，从而控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

可见，本申请实施例的逻辑控制方法，通过检测接收的输入电压的斜率确定对应的控制信号，从而根据控制信号控制模数转换器的信号折叠电路的工作，从而有效优化电路结构，使得电路结构更加简单，进而降低器件功耗。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如上述的用于模数转换器的逻辑控制装置。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“例如”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“例如”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。

应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，包括相位发生器、斜率检测器、移位寄存器和数字延迟开关单元；所述相位发生器与所述斜率检测器连接，所述移位寄存器与所述数字延迟开关单元连接；所述相位发生器、斜率检测器、移位寄存器和数字延迟开关的供电电压均为输入电压；

所述相位发生器，用于生成时钟信号，并输出至所述斜率检测器作为本地时钟；

所述斜率检测器，用于检测接收的所述输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号，以根据所述开关使能信号控制所述模数转换器的比较器进行分段工作；

所述移位寄存器，用于接收所述模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；

所述数字延迟开关，用于接收所述移位寄存器输出的移位控制信号，并根据所述移位控制信号控制所述数字延迟开关单元的开关状态，以控制所述模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

2.根据权利要求1所述的用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，所述数字延迟开关单元包括第一数字延迟开关和第二数字延迟开关，所述第一数字延迟开关和第二数字延迟开关均与所述移位寄存器连接；所述模数转换器包括比较器，所述比较器包括第一比较器和第二比较器；

所述第一数字延迟开关，用于根据接收的所述移位寄存器输出的移位控制信号控制所述模数转换器中的信号折叠电路的工作状态；

所述第二数字延迟开关，用于根据接收的所述移位寄存器输出的移位控制信号控制所述模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

3.根据权利要求2所述的用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，所述检测接收的所述输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号，包括：

检测所述输入电压的斜率；

根据所述输入电压的斜率，输出分别用于控制所述第一比较器分段工作的第一开关使能信号和用于控制所述第二比较器分段工作的第二开关使能信号。

4.根据权利要求3所述的用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，在检测到所述斜率为正数后，所述数字延迟开关单元，还用于接收所述移位寄存器输出的第一移位控制信号；根据所述第一移位控制信号控制所述第一数字延迟开关闭合，并输出对应的第一控制信号至所述模数转换器中的信号折叠电路，以使根据所述第一控制信号打开所述信号折叠电路的第一通道，并关闭所述信号折叠电路的第二通道；所述斜率检测器，还用于输出第一开关使能信号，以根据所述第一开关使能信号打开所述第一比较器，关闭所述第二比较器。

5.根据权利要求3所述的用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，在检测到所述斜率为负数后，所述数字延迟开关单元，还用于接收所述移位寄存器输出的第二移位控制信号；根据所述第二移位控制信号控制所述第二数字延迟开关闭合，并输出对应的第二控制信号至所述模数转换器中的信号折叠电路，以使根据所述第二控制信号关闭所述信号折叠电路的第一通道，并打开所述信号折叠电路的第二通道；所述斜率检测器，还用于输出第二开关使能信号，以根据所述第二开关使能信号关闭所述第一比较器，并打开所述第二比较器。

6.根据权利要求4所述的用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，还包括第一控制单元，用于在检测到所述输入电压大于第一预设阈值后，控制所述信号折叠电路对输入电压信号进行折叠处理，以将所述输入电压信号平移至第一预设阈值范围内，并控制所述第一比较器输出第一脉冲信号至所述移位寄存器。

7.根据权利要求5所述的用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，还包括第二控制单元，用于在检测到所述输入电压小于第二预设阈值后，控制所述信号折叠电路对输入电压信号进行折叠处理，以将所述输入电压信号平移至第二预设阈值范围内，并控制所述第二比较器输出第二脉冲信号至所述移位寄存器。

8.根据权利要求1所述的用于模数转换器的逻辑控制装置，其特征在于，所述移位寄存器，还用于根据所述移位控制信号，输出所述输入电压对应的数字编码，其中，所述数字编码包括多个采样点及其对应的时间和幅度值。

9.一种用于模数转换器的逻辑控制方法，其特征在于，包括：

生成时钟信号，并输出为本地时钟；

接收输入电压，检测所述输入电压的斜率，并输出对应的开关使能信号，以根据所述开关使能信号控制所述模数转换器的比较器进行分段工作；

接收模数转换器输出的比较结果，输出对应的移位控制信号；

接收所述移位控制信号，并根据所述移位控制信号控制模数转换器中的信号折叠电路的工作状态。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的用于模数转换器的逻辑控制装置。

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