CN209994363U - 电路以及电压-时间转换器电路 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例涉及电路以及电压‑时间转换器电路。一种电压‑时间转换器电路接收第一电压信号，并且产生PWM调制信号，该PWM调制信号具有与第一电压信号成比例的占空比。电流积分器电路接收来自电压‑时间转换器电路块的PWM调制信号，并且通过在积分时间间隔上对来自电流源的电流信号积分而产生输出信号，该积分时间间隔具有根据PWM调制信号的占空比变化的持续时间。电流信号与第二电压信号成比例。相应地，输出信号与第一电压信号和电流信号的乘积成比例，其进一步与第一电压信号和第二电压信号的乘积成比例。
Description
技术领域
本说明书涉及乘法器电路。
一个或多个实施例可以应用于各种电子设备，诸如既用于消费者还用于工业应用的电源断路器、电子保险丝、电力监测设备、数据存储设备等。
背景技术
例如，目前使用电压和电流/电压模拟乘法器来监测在涉及用于评估和管理功率消耗的“智能”架构的若干应用中的功率消耗。
这种应用可以涉及通过将指示向负载提供的电流和电压的值相乘来计算功率。
常规的模拟电压乘法器可以包括对数和反对数放大器的组合。
用于实现模拟乘法器的另一种常规方法可以涉及使用MOSFET晶体管作为压控(voltage-controlled)电阻器。
与包括对数放大器的布置相比，由于涉及更少的器件和更简单的实施方式，MOSFET实施方式可以是有利的。MOSFET实施方式可以具有基于MOSFET特性的线性近似的固有限制。
尽管在某些应用中模拟架构越来越多地并且几乎完全被数字架构(例如，数字集成电路或IC)所代替，但是目前仍然采取基于对数放大器的常规电路以便提供例如信号压缩。
这种布置遭受模拟电路的固有缺点，诸如例如为，由于如可能与运算放大器(op-amp)结构相关的增益不准确、偏置电流、偏移效应、温度依赖性和非线性引起的误差。还有其他缺点可能与复杂的校准技术和大的硅面积占用有关。
某些基础教科书(诸如例如为，Ramón Pallás-Areny等人的“Analog signalprocessing”，John Wiley&Sons，Inc.1999，第293-321页)提供了如前面所讨论的模拟解决方案的综合表述。
本领域需要提供改进的解决方案，其能够通过使用复杂度降低的布置来促进信号相乘，同时校准时间、成本和硅面积占用的相关联地减少。
实用新型内容
权利要求是本文中关于实施例提供的技术教导的组成部分。
在第一方面，提供了一种电路，其包括：电压-时间转换器电路，其包括：斜坡发生器，其被配置成生成周期性斜坡波形；比较器，其具有第一输入和第二输入，第一输入被配置成接收周期性斜坡波形，第二输入被配置成接收第一电压信号；以及选通电路元件，其被耦合到比较器的输出，并且选通电路元件由时钟信号选通，其中来自选通电路元件的输出产生PWM调制信号，PWM调制信号具有与第一电压信号成比例的占空比；以及电流积分器电路，其被耦合以接收来自电压-时间转换器电路的PWM调制信号，并且电流积分器电路被配置成通过在积分时间间隔上对由电流源生成的电流信号积分而在输出节点处产生输出信号，积分时间间隔具有根据PWM调制信号的占空比变化的持续时间，其中输出信号与第一电压信号和电流信号的乘积成比例。
根据一个实施例，电流信号与第二电压信号成比例，并且其中输出信号与第一电压信号和第二电压信号的乘积成比例。
根据一个实施例，电流积分器电路包括：可由电流信号充电的积分器电容，以及选通开关，在电流源和积分器电容之间起作用，选通开关由PWM调制信号驱动，以选择性地将电流源与积分器电容耦合，以使得能够在积分时间间隔上对电流信号积分。
根据一个实施例，电流积分器电路还包括复位开关，复位开关被配置成在后续积分时间间隔之间将积分器电容放电。
根据一个实施例，电流积分器电路还包括采样和保持电路，采样和保持电路被耦合到积分器电容，并且采样和保持电路被配置成对积分器电容上的积分信号采样，其中来自采样和保持电路块的输出提供输出信号。
根据一个实施例，电流积分器电路还包括由PWM调制信号控制的选通电路元件，其中采样和保持电路的操作与PWM调制信号同步。
根据一个实施例，选通电路元件由时钟信号选通。
根据一个实施例，电路还包括用户电路，用户电路被耦合以接收输出信号。
根据一个实施例，用户电路是警报电路。
在第二方面，提供了一种电路，其包括：电压-时间转换器电路，其被配置成在输入节点处接收第一电压信号，并且产生具有与第一电压信号成比例的占空比的PWM调制信号；以及电流积分器电路，其被耦合以接收来自电压-时间转换器电路的PWM调制信号，并且电流积分器电路被配置成通过在积分时间间隔上对由电流源生成的电流信号积分而在输出节点处产生输出信号，积分时间间隔具有根据PWM调制信号的占空比变化的持续时间，其中输出信号与第一电压信号和电流信号的乘积成比例。
根据一个实施例，电流信号与第二电压信号成比例，并且其中输出信号与第一电压信号和第二电压信号的乘积成比例。
根据一个实施例，电流积分器电路包括：可由电流信号充电的积分器电容，以及选通开关，在电流源和积分器电容之间起作用，选通开关由PWM调制信号驱动，以选择性地将电流源与积分器电容耦合，以使得能够在积分时间间隔上对电流信号积分。
根据一个实施例，电流积分器电路还包括复位开关，复位开关被配置成在后续积分时间间隔之间将积分器电容放电。
根据一个实施例，电流积分器电路还包括采样和保持电路，采样和保持电路被耦合到积分器电容，并且采样和保持电路被配置成对积分器电容上的积分信号采样，其中来自采样和保持电路块的输出提供输出信号。
根据一个实施例，电流积分器电路还包括由PWM调制信号控制的选通电路元件，其中采样和保持电路的操作与PWM调制信号同步。
根据一个实施例，选通电路元件由时钟信号选通。
根据一个实施例，电路还包括用户电路，用户电路被耦合以接收输出信号。
根据一个实施例，用户电路是警报电路。
在第三方面，提供了一种电压-时间转换器电路，其包括：斜坡发生器，其被配置成生成周期性斜坡波形；比较器，其具有第一输入和第二输入，第一输入被配置成接收周期性斜坡波形，第二输入被配置成接收第一电压信号；以及选通电路元件，其被耦合到比较器的输出，并且选通电路元件由时钟信号选通，其中来自选通电路元件的输出产生PWM调制信号，PWM调制信号具有与第一电压信号成比例的占空比。
根据一个实施例，选通电路是逻辑与门。
根据一个实施例，斜坡发生器包括：电容，可由电流信号充电；以及复位开关，其被配置成响应于时钟信号的逻辑反相而将电容放电。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图来描述一个或多个实施例，其中：
图1是实施例的可能架构的示例，
图2和图3是实施例的某些部分的可能的实施方式的示例的电路图，
图4是图2中例示的电路部分中某些信号的可能的时间行为的示例，
图5是图3中例示的电路部分中某些信号的可能的时间行为的示例，以及
图6是组合图2和图3中例示的电路块的实施例的电路图。
具体实施方式
一个或多个实施例提供了一种电路架构，其有助于通过使用基于斜坡发生器的复杂度降低的块来执行两个信号(值)的(模拟)乘法。一个或多个实施例可以包括两个互补电路块：基于斜坡的电压-时间转换器，以及采样时间/电流乘法器。可以组合这两个电路块以提供(模拟)乘法器。
一个或多个实施例可以有助于例如根据一定的采样频率来(连续地)计算设备的功耗。
与常规的、基于对数的模拟乘法器相比，一个或多个实施例表现出减小的硅面积占用和/或更可控的工艺变化影响。
在一个实施例中，一种电路包括：电压-时间转换器电路，其具有输入节点，该输入节点被配置成接收第一电压信号以及产生PWM调制信号，该PWM调制信号具有与第一电压信号成比例的占空比；电流积分器电路，其被耦合到电压-时间转换器电路，并且从其接收PWM调制信号，电流积分器电路被配置成通过在积分时间间隔上对来自电流源的第二电流信号积分而在输出节点处产生输出信号，该积分时间间隔具有根据来自电压-时间转换器电路的PWM调制信号的占空比变化的持续时间，其中输出信号与第一电压信号和第二电流信号的乘积成比例。
来自电流源的第二电流信号可以与另一电压信号成比例，其中来自电路的输出信号与第一电压信号和另一电压信号的乘积成比例。
电压-时间转换器电路包括：斜坡发生器，其被配置成生成斜坡波形的序列；以及比较器，其具有输入，该输入分别接收斜坡波形的序列和第一电压信号。
选通(gating)电路元件被耦合到来自比较器的输出并且由时钟信号选通，来自选通电路元件的输出提供所述PWM调制信号。
电流积分器电路块包括：可由第二电流信号充电的积分器电容，以及在电流源和积分器电容之间起作用的选通开关，选通开关由来自电压-时间转换器电路的PWM调制信号驱动，以选择性地将电流源与积分器电容耦合，以使得能够在所述积分时间上对第二电流信号积分，所述积分时间具有根据来自电压-时间转换器电路的PWM调制信号的占空比变化的持续时间。
电流积分器电路包括复位开关，其被配置成在后续积分时间间隔之间将积分器电容放电。
电流积分器电路包括采样和保持电路，该采样和保持电路被耦合到积分器电容，以对积分器电容上的积分信号采样，来自采样和保持电路块的输出提供来自电路的所述输出信号。
电流积分器电路块包括经由来自电压-时间转换器电路块的PWM调制信号控制的相应的选通电路元件，其中采样和保持电路块与所述PWM调制信号同步。
选通电路元件由所述时钟信号选通。
在一个实施例中，一种电气设备包括：根据一个或多个实施例的电路，以及用户电路，该用户电路被耦合到电路以从其接收所述输出信号。
在一个实施例中，一种方法包括：接收第一电压信号，并且由此产生PWM调制信号，该PWM调制信号具有与第一电压信号成比例的占空比；在积分时间间隔上对第二电流信号积分，以生成与第一电压信号和第二电流信号的乘积成比例的输出信号，积分时间间隔具有根据PWM调制信号的占空比变化的持续时间。
方法还包括生成与另一电压信号成比例的第二电流信号，其中输出信号与第一电压信号和另一电压信号的乘积成比例。
在随后的描述中，说明了一个或多个具体细节，旨在提供对本说明书的实施例的示例的深入理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等获得实施例。在其他情况下，未详细说明或描述已知结构、材料或操作，使得实施例的某些方面将是不被模糊。
在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示关于实施例所描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书中的一个或多个点中可以存在的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指示一个实施例和相同的实施例。而且，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定构造、结构或特性。
本文中使用的附图标记仅仅是为了方便而提供的，并且因此不限定保护的程度或实施例的范围。
在图1中，附图标记10表示作为整体的(模拟)电路布置的架构，其通过使用降低的复杂度的电路块来促进(模拟)信号的相乘，同时表现出诸如降低的校准时间和成本以及减小的硅面积占用(在作为集成半导体电路的实施方式的情况下)的特征。
在一个或多个实施例中，本文中例示的电路10可以旨在产生输出电压VOUT，其根据电压输入信号VIN1和电流输入信号IIN2的乘积变化(成比例)。
在一个或多个实施例中，可以(以本身已知的方式)例如根据跨电阻器RIN2施加的电压降VIN2变化(即IIN2＝VIN2/RIN2)生成输入电流IIN2，以便输出电压VOUT与(输入)电压VIN1和VIN2的乘积成比例(例如，经由常数K)，即：VOUT＝K*VIN1*VIN2，其中K与1/RIN2成比例。
在一个或多个实施例中，如图1中例示的电路10可以包括两个电路块的级联布置，即：
-基于斜坡的电压-时间(V-T)转换器100，以及
-采样时间/电流乘法器(Mul)200，包括采样和保持(S&H)部件。
在一个或多个实施例中，两个电路100和200由(相同的)时钟信号clk控制(时钟控制)，该时钟信号clk以本身已知的方式经由在附图中不可见的时钟信号源而生成。
在图2和图3中分别例示电路块100和电路块200的可能实施例的电路图。
在如图2中例示的一个或多个实施例中，基于斜坡的电压-时间(V-T)转换器电路100旨在生成PWM调制信号，即数字脉冲信号SW，其具有与时钟clk相同的频率并且具有与输入电压VIN1成比例的占空比。
占空比的当前定义是信号的一个周期的一部分，其中信号是“开启”或起作用的，即在信号的周期中的“开启”时间与“开启”和“关断”时间之和的比率。
在一个或多个实施例中，基于斜坡的电压-时间(V-T)转换器电路100可以包括斜坡发生器，该斜坡发生器包括恒定基准电流发生器(提供由针对该目的已知的任何常规手段生成的电流IREF，例如，根据基准电阻器的电阻值RREF变化)，该恒定基准电流发生器被耦合在电压VDD处的电源电压节点和节点A之间。电容器C1反过来被布置在节点A和接地之间，以由电流IREF充电。
恒定基准电流发生器在本领域中是常规的：参见例如在Gray Mayer等人的“Analysis and Design of Analog Integrated Circuits”，第4版，第299-327页中的图4.50的电路。
在一个或多个实施例中，可以借助于电压-电流转换器生成电流IIN2(t)＝VIN2(t)/RIN2，该电压-电流转换器考虑所涉及的在信号的时间上的可变性。例如，对应的示例性解决方案在Ramón Pallás-Areny等人的(已经引用)第148-179页中，或者V.Srinivasan等人的“Linear current-to-voltage and voltage-to-current converters”，48th MidwestSymposium on Circuits and Systems，2005，Covington，KY，2005，第675-678页，卷1(参见，例如，其中的图1c中的电路)被公开。
在节点A处的跨电容器C1的电压(该电压被表示为VC1)可以被施加到比较器102，以与输入电压VIN1进行比较。
例如，如在图2中例示的一个实施例中，电压VC1和VIN1可以分别被施加到比较器102的反相输入102a和非反相输入102b，其中非反相输入102b(向其施加电压VIN1)作为到电路10的(第一)输入节点。
电子开关(例如，MOSFET晶体管)M1被耦合在节点A和接地之间(即，在比较器102的反相输入102a和接地之间)，具有根据被施加到晶体管M1的控制端子(栅极，在诸如MOSFET晶体管的场效应晶体管的情况下)的时钟信号clk的互补(否定)复制(replica)
变化而选择性地被接通(即，使导通)的能力。
来自比较器102的输出和时钟信号clk被施加到与门106的输入，以便时钟信号clk对来自比较器102的输出信号执行选通动作，从而提供信号SW。
图4中的图表表示以下信号的可能的时间行为(参考公共时间标度(横坐标t))：
-波形a)示出时钟信号clk，
-波形b)示出输入电压信号VIN1(参考最大值VIN1(MAX))和电压VC1，以及
-波形c)示出信号SW。
如所指出的(并且以本身已知的方式，如在涉及信号的PWM调制的各种应用中常规使用的)，输出信号SW表现出与输入电压VIN1成比例的占空比。
在如图2中例示的电路布置中，当clk信号为低时，可以激活开关M1，即，使导通(由于当clk为“低”时，时钟信号clk的互补或否定的值为“高”)，因此，保持跨电容器C1(即VC1)的电压接地，使得输出信号SW也为低。
当clk信号变高时，SW信号也变高，并且电压斜坡开始以固定的斜率IREF/C1跨电容器C1地上升。
由于斜坡达到VIN1的值，比较器102的输出变低并且信号SW切换到0。因此，SW脉冲的持续时间与输入电压VIN1成比例，即：TSW(VIN1)＝(C1/IREF)*VIN1。
在一个或多个实施例中，对VIN(MAX)的值的合理选择可以将斜坡发生器的工作区域限制在线性区域(斜率由IREF/C1给出)中。
而且，在一个或多个实施例中，以下标准可以应用于通过考虑输入信号VIN1的带宽来选择时钟信号clk的周期，即：
-Tclk(on)≥TSW(max)＝(C1/IREF)*VIN1(max)
-Tclk(off)>Tdischarge(C1)＝3*C1*RON(M1)
-Tclk>C1*((VIN1(max)/IREF)+3*RON(M1))
其中(还参见图4中的图表)：
-Tclk(on)和Tclk(off)表示时钟信号clk的“开启”和“关断”时间，具有周期Tclk＝Tclk(on)+Tclk(off)；
-TSW(MAX)表示信号SW的脉冲的最大持续时间；
-Tdischarge(C1)表示电容器C1的放电时间(将开关M1导通以将节点A耦合到接地)；
-RON(M1)指示当通过诸如MOSFET晶体管的场效应晶体管实现时，开关M1的“导通”电阻。
在如图3中例示的一个或多个实施例中，采样时间/电流乘法器(Mul)电路200旨在从跨电容器C2的电压(VC2)的采样获得输出电压VOUT。从根据由输入信号SW给出的积分时间对输入电流IIN2的积分给出电压VC2。
如所注意的，输入电流IIN2(在图3的图中被例示为被耦合到在电压VDD处的电源节点的对应的电流发生器)可以以本身已知的方式(例如如之前关于电流IREF所讨论的)，基于类型VIN2/RIN2的关系根据第二输入电压VIN2和电阻值RIN2变化而获得。
在一个或多个实施例中，电流IIN2的积分时间可以根据由来自电路块100的输出信号SW表示的输入信号变化来确定。
在一个或多个实施例中，这种积分时间可以涉及在信号SW具有某些值(例如，高)的间隔期间，使电流IIN2对在节点B和接地之间设置的积分器电容器C2充电。
为此效果，电流发生器IIN2可以与另外的电子开关M2串联布置，再次，可以通过采用被适配于经由向控制端子(栅极，在诸如MOSFET晶体管的场效应晶体管的情况下)施加的信号SW而选择性导通的MOSFET晶体管来实现电子开关M2。
如本文中所例示的，晶体管M2在电流发生器IIN2和节点B之间(即，在电流发生器IIN2和电容器C2之间)与电流发生器IIN2串联布置。
以该方式，来自电流发生器IIN2的电流对电容器C2充电并且因此在时间间隔(例如，TSW(t))上进行积分，该时间间隔具有等于信号SW的“开启”时间的持续时间，该时间间隔因此根据来自电压-时间转换器电路块的PWM调制信号的占空比变化(例如，成比例)。
在节点B处(即，跨积分器电容器C2)，存在“积分”电压VC2，“积分”电压VC2可以被提供给采样和保持(S&H)电路202，采样和保持(S&H)电路202的采样输入由与门204的输出控制，与门204的输入接收时钟信号clk和信号SW的互补(否定)复制(被表示为
)。
另一个开关M3(其还可以通过诸如MOSFET晶体管的电子开关实现)在节点B(即，电压VC2，到采样和保持电路块202的输入)和接地之间起作用。
开关M3被配置成通过施加到其控制端子(再次，栅极，在诸如MOSFET晶体管的场效应晶体管的情况下)的时钟信号clk的互补(否定)复制
而选择性地导通(从而将节点B耦合到接地)。
在一个或多个实施例中，在经由开关M2的来自电路块100的信号SW的“采样”控制下，在节点B处的电压VC2(即跨电容器C2的电压)与如由电容器C2执行的电流IIN2的积分直接相关。
图5的示图是(再次参考公共时间标度-横坐标t)以下信号的可能时间行为的示例：
-波形a)示出时钟信号clk，
-波形b)示出信号SW，以及
-波形c)示出在节点B处的电压VC2(被输入到采样和保持电路202)，并且进一步示出(以虚线表示)来自电路的输出信号VOUT，电压VC2如通过在时间间隔TSW(t)上对发生器的电流IIN2(根据第二输入电压VIN2变化)进行积分来提供。
图5的部分c)中的值VC2MAX是电压VC2的最大值的示例。
在一个或多个实施例中，VC2(的变化)可以由采样和保持电路块202采样。因此，在信号SW的一个周期TSW期间，可以认为电流IIN2(几乎)是恒定的，因此：VOUT(t)＝(TSW(t)*IIN2(t))/C2。
同样，在一个或多个实施例中，某些约束可以应用于与采样和保持电路块202的采样时间Tsample相关的时钟信号clk的周期、信号SW的周期的最大值(即TSW(MAX))和经由开关(晶体管)M3的电容器C2的放电时间Tdischarge(C2)：
-Tclk(on)>TSW(max)+Tsample
-Tclk(off)>Tdischarge(C2)＝3*C2*RON(M3)
-Tclk>TSW(max)+Tsample+3*C2*RON(M3)
其中RON(M3)是MOSFET晶体管M3的“导通”电阻。
为了有助于避免在包括电容器C2的积分器网络的饱和区域中的不期望的操作，可以基于以下关系选择输入电流max(IIN2)的上限：
max(IIN2)＜C2*(VC2(MAX)/TSW(MAX))。
图6是由图2和图3的两个电路100和电路200的组合产生的乘法器电路的一般表示，其中来自第一电路100的输出信号SW被施加到电路200中的开关M2的控制端子(栅极，在诸如MOSFET晶体管的场效应晶体管的情况下)。
因此，图6的乘法器电路可以提供输出(电压)信号VOUT，(通过替代上面针对VOUT给出的等式中的TSW)其可以被表示为：
VOUT(t)＝(C1/(C2*IREF))*VIN1(t)*IIN2(t)。
通过假设根据在电阻器RIN2上的电压降VIN2(具有与用于根据在电阻器RREF上的基准电压VREF的电压降变化而生成基准电流IREF可能采用的布置相同的布置)变化而生成输入电流IIN2(为此目的，以任何已知方式，如在前所讨论的)，输出等式可以表示为：
VOUT(t)＝((C1*RREF)/(VREF*C2*RIN2))*VIN1(t)*IIN2(t)。
通过假设(这是合理的)可以在C1、C2和RREF与RIN2之间实现良好的匹配，可以获得几乎恒定的比率：
K＝(C1*RREF)/(VREF*C2*RIN2)
产生如下的最终的输出等式：
VOUT(t)＝K*VIN1(t)*VIN2(t)。
在一个或多个实施例中，针对时钟信号的合理选择可以符合(对于两个电路100、200)以下约束：
Tclk(on)>TSW(max)+Tsample
max(VIN1)＝(TSW(max)/C1)*IREF
Tclk(off)>max(Tdischarge(C1),Tdischarge(C2))
max(IIN2)＜C2*(VC2(max)/TSW(max))。
可以通过使用BCD(双极-CMOS-DMOS)技术来实现一个或多个实施例本身。
一个或多个实施例可以被应用以控制电压输入和电流输入的乘积的值，以便例如作为达到上阈值的结果，可以激活警报电路W。
可以将这种电路布置应用在例如，诸如电源断路器、电子保险丝和各种电力检测应用的设备中。
在如在图6中例示的一般电路图的基础上进行的评估示出，对于VIN1和IIN2的较高值，可以获得改进的准确度。
根据一个或多个实施例的电路(例如，10)包括：
-电压-时间转换器电路(例如，100)，其具有输入节点(例如，102b)，该输入节点被配置成接收第一电压信号(例如，VIN1)以及产生PWM调制信号(例如，SW)，该PWM调制信号具有与第一电压信号成比例的占空比，
-电流积分器电路(例如，200)，其被耦合到电压-时间转换器电路并且从其接收PWM调制信号，电流积分器电路被配置成通过在积分时间间隔(例如，TSW(t))上对来自电流源(例如，IIN2、RIN2)的第二电流信号(例如，IIN2)积分而在输出节点处产生输出信号(例如，VOUT)，该积分时间间隔具有根据来自电压-时间转换器电路块的PWM调制信号的占空比变化(例如，成比例)的持续时间，其中输出信号与第一电压信号和第二电流信号的乘积成比例。
在一个或多个实施例中，来自电流源的第二电流信号可以与另一电压信号(例如，VIN2)成比例，其中来自电路的输出信号与第一电压信号和另一电压信号的乘积成比例。
在一个或多个实施例中，电压-时间转换器电路包括：
-斜坡发生器(例如，IREF、C1、M1)，其被配置成生成斜坡波形的序列，以及
-比较器(例如102)，其具有输入(例如，102a、102b)，该输入分别接收斜坡波形的序列和第一电压信号。
一个或多个实施例可以包括选通电路元件(例如，104)，其被耦合到来自比较器的输出并且由时钟信号(例如clk)选通，来自选通电路元件的输出提供所述PWM调制信号。
在一个或多个实施例中，电流积分器电路块包括：
-积分器电容(例如，C2)，可由来自所述电流源的第二电流信号充电，以及
-选通开关(例如，M2)，在电流源和积分器电容之间起作用，选通开关由来自电压-时间转换器电路块的PWM调制信号驱动，以选择性地将电流源与积分器电容耦合，以使得能够在所述积分时间上对来自所述电流源的第二电流信号积分，所述积分时间具有根据来自电压-时间转换器电路(100)的PWM调制信号(SW)的占空比变化的持续时间。
在一个或多个实施例中，电流积分器电路可以包括复位开关(例如，M3)，其被配置成在后续积分时间间隔之间将积分器电容放电。
在一个或多个实施例中，电流积分器电路可以包括采样和保持电路块(例如，202)，该采样和保持电路块被耦合到积分器电容，以对积分器电容上的积分信号(例如，B、VC2)采样，来自采样和保持电路块的输出提供来自电路的所述输出信号。
在一个或多个实施例中，电流积分器电路可以包括经由来自电压-时间转换器电路块的PWM调制信号(例如，通过互补或否定版本)控制的相应选通电路元件(例如204)，其中采样和保持电路块与所述PWM调制信号同步。
在一个或多个实施例中，所述选通电路元件(例如，104)和所述相应的选通电路元件(例如，204)由所述时钟信号选通。
在一个或多个实施例中，电气设备(例如，10、W)包括：
-根据一个或多个实施例的电路，以及
-用户电路(例如，W)，被耦合到电路(10)以从其接收所述输出信号。
在一个或多个实施例中，一种方法可以包括：
-接收第一电压信号(例如，VIN1)，并且由此产生PWM调制信号，该PWM调制信号具有与第一电压信号成比例的占空比，
-在积分时间间隔上对第二电流信号(例如IIN2)积分，该积分时间间隔具有根据PWM调制信号的占空比变化(例如，成比例)的持续时间，其中输出信号与第一电压信号和第二电流信号的乘积成比例。
一个或多个实施例包括生成与另一电压信号(例如，VIN2)成比例的第二电流信号，其中输出信号与第一电压信号(例如，VIN1)和另一电压信号(例如，VIN2)的乘积成比例。
在不影响基本原理的情况下，细节和实施例可以在不脱离保护程度的情况下变化，甚至显著地变化。
保护范围由所附权利要求确定。
Claims (21)
1.一种电路，其特征在于，包括：
电压-时间转换器电路，其包括：
斜坡发生器，其被配置成生成周期性斜坡波形；
比较器，其具有第一输入和第二输入，所述第一输入被配置成接收周期性斜坡波形，所述第二输入被配置成接收第一电压信号；以及
选通电路元件，其被耦合到所述比较器的输出，并且所述选通电路元件由时钟信号选通，其中来自所述选通电路元件的输出产生PWM调制信号，所述PWM调制信号具有与所述第一电压信号成比例的占空比；以及
电流积分器电路，其被耦合以接收来自所述电压-时间转换器电路的所述PWM调制信号，并且所述电流积分器电路被配置成通过在积分时间间隔上对由电流源生成的电流信号积分而在输出节点处产生输出信号，所述积分时间间隔具有根据所述PWM调制信号的所述占空比变化的持续时间，其中所述输出信号与所述第一电压信号和所述电流信号的乘积成比例。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流信号与第二电压信号成比例，并且其中所述输出信号与所述第一电压信号和所述第二电压信号的乘积成比例。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路包括：
可由所述电流信号充电的积分器电容，以及
选通开关，在所述电流源和所述积分器电容之间起作用，所述选通开关由所述PWM调制信号驱动，以选择性地将所述电流源与所述积分器电容耦合，以使得能够在所述积分时间间隔上对所述电流信号积分。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路还包括复位开关，所述复位开关被配置成在后续积分时间间隔之间将所述积分器电容放电。
5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路还包括采样和保持电路，所述采样和保持电路被耦合到所述积分器电容，并且所述采样和保持电路被配置成对所述积分器电容上的积分信号采样，其中来自所述采样和保持电路块的输出提供所述输出信号。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路还包括由所述PWM调制信号控制的选通电路元件，其中所述采样和保持电路的操作与所述PWM调制信号同步。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述选通电路元件由所述时钟信号选通。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括用户电路，所述用户电路被耦合以接收所述输出信号。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述用户电路是警报电路。
10.一种电路，其特征在于，包括：
电压-时间转换器电路，其被配置成在输入节点处接收第一电压信号，并且产生具有与所述第一电压信号成比例的占空比的PWM调制信号；以及
电流积分器电路，其被耦合以接收来自所述电压-时间转换器电路的所述PWM调制信号，并且所述电流积分器电路被配置成通过在积分时间间隔上对由电流源生成的电流信号积分而在输出节点处产生输出信号，所述积分时间间隔具有根据所述PWM调制信号的所述占空比变化的持续时间，其中所述输出信号与所述第一电压信号和所述电流信号的乘积成比例。
11.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述电流信号与第二电压信号成比例，并且其中所述输出信号与所述第一电压信号和所述第二电压信号的乘积成比例。
12.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路包括：
可由所述电流信号充电的积分器电容，以及
选通开关，在所述电流源和所述积分器电容之间起作用，所述选通开关由所述PWM调制信号驱动，以选择性地将所述电流源与所述积分器电容耦合，以使得能够在所述积分时间间隔上对所述电流信号积分。
13.根据权利要求12所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路还包括复位开关，所述复位开关被配置成在后续积分时间间隔之间将所述积分器电容放电。
14.根据权利要求12所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路还包括采样和保持电路，所述采样和保持电路被耦合到所述积分器电容，并且所述采样和保持电路被配置成对所述积分器电容上的积分信号采样，其中来自所述采样和保持电路块的输出提供所述输出信号。
15.根据权利要求14所述的电路，其特征在于，所述电流积分器电路还包括由所述PWM调制信号控制的选通电路元件，其中所述采样和保持电路的操作与所述PWM调制信号同步。
16.根据权利要求15所述的电路，其特征在于，所述选通电路元件由时钟信号选通。
17.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，还包括用户电路，所述用户电路被耦合以接收所述输出信号。
18.根据权利要求17所述的电路，其特征在于，所述用户电路是警报电路。
19.一种电压-时间转换器电路，其特征在于，包括：
斜坡发生器，其被配置成生成周期性斜坡波形；
比较器，其具有第一输入和第二输入，所述第一输入被配置成接收周期性斜坡波形，所述第二输入被配置成接收第一电压信号；以及
选通电路元件，其被耦合到所述比较器的输出，并且所述选通电路元件由时钟信号选通，其中来自所述选通电路元件的输出产生PWM 调制信号，所述PWM调制信号具有与所述第一电压信号成比例的占空比。
20.根据权利要求19所述的电压-时间转换器电路，其特征在于，所述选通电路是逻辑与门。
21.根据权利要求19所述的电压-时间转换器电路，其特征在于，所述斜坡发生器包括：
电容，可由电流信号充电；以及
复位开关，其被配置成响应于所述时钟信号的逻辑反相而将所述电容放电。
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